DE973418C

DE973418C - Drehstabfederung, insbesondere fuer Kraftwagenachsen

Info

Publication number: DE973418C
Application number: DEG3109A
Authority: DE
Inventors: Max Adolf Dipl-Ing Mueller
Original assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Current assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Priority date: 1950-07-21
Filing date: 1950-07-21
Publication date: 1960-02-11

Description

Drehstabfederung, insbesondere für Kraftwagenachsen Als Federungssystem für Kraftwagenhinterachsen ist eine Drehstabfederung bereits bekannt, die sich jedoch als nicht voll befriedigend erwiesen hat, weil die gerade und verhältnismäßig steil ansteigende Kennlinie der Drehstäbe nicht die Möglichkeit bietet, die Federung den verschiedenen Belastungsverhältnissen anzupassen. Dadurch ergeben sich Unzuträglichkeiten entweder bei einem wenig oder bei einem stark beladenen Fahrzeug. Es ist zwar bereits bekannt, bei Straßenbahnwagen u. dgl. die Stahlblattfederung mit Gummifedern zu verbinden. Derartige Federungssysteme haben sich indessen als nicht haltbar erwiesen, weil der Gummi, der zur Abfederung sämtlicher Stöße bis über die statische Last hinaus dienen soll, bei der Rückfederung härterer Stöße verhältnismäßig schnell zerstört wurde. Außerdem war bei diesen kombinierten Federungssystemen der große Ein-und Rückfederungsweg der Gummifedern z. B. für die Insassen von Omnibussen oder Personenkraftwagen lästig.
Ferner ist es bekannt, bei Federungen für Kraftfahrzeuge Drehstäben je eine Schrauben-, Blatt-oder Gummifeder als Zusatzfeder zuzuordnen. Hierbei wirkt die Zusatzfeder mit der Hauptfeder so lange zusammen, bis sie bei Überschreiten einer vorbestimmten Last durch Anschläge od. dgl. ausgeschaltet wird, worauf die Hauptfeder die Federung allein übernimmt. Bei diesen bekannten Federungen ist aber der Drehstab zwischen der Radachse und der Zusatzfeder eingeschaltet. Die Kennlinie einer derartigen Federkombination steigt zunächst linear an und wird dann nach Ausschaltung der Zusatzfeder steiler. Bei der Rückfederung ist der Weg wie auch die Wirkungsweise einer solchen Federkombination für die Insassen von so abgefederten Fahrzeugen nachteilig.
Schließlich ist es auch bekannt, zwei auf Torsion beanspruchte Gummifedern koaxial anzuordnen. Die Zusatzfeder ist dabei innerhalb der Hauptfeder gelagert und mit deren Innenhülse zusammenvulkanisiert. Durch diese Federkombination können auch kleinere Schwingungen, z. B. durch die Zusatzfeder, aufgenommen werden. Die Hauptfeder gleicht dabei nur die größeren Schwingungen aus, nachdem die Zusatzfeder durch Anschläge ausgeschaltet war. Doch wurden die kleinen Schwingungen infolge der räumlichen Zusammenlegung der beiden Federn an einem kleinen Hebelarm und nicht in unmittelbarer Nähe der Erregerstelle aufgefangen, so daß derartige Federn im Kraftfahrzeugbau nicht immer einsatzfähig sind.
Auch die Erfindung, die insbesondere für Kraftwagenachsen bestimmt ist, geht von einer Drehstab.federung aus, bei der einem jeden der Drehstäbe eine Zusatzfeder zugeordnet ist, die als Gummifeder mit einer flacheren Kennlinie als die betreffende Drehstabfeder ausgebildet ist und beim Überschreiten einer vorbestimmten Last durch einen festen einstellbaren Anschlag ausgeschaltet wird. Die Wirkung der Gummifeder ist damit auf einen verhältnismäßig kleinen Bereich begrenzt, während die darüber hinausgehenden Ansprüche an die Federung von den härteren Drehstäben aufgenommen werden.
Die Erfindung besteht darin, daß die Zusatzfeder einesteils mit der Radachse des abzufedernden Fahrzeugs und anderenteils mit dem freien Ende des Drehstabhebels verbunden ist. Die Zusatzfeder nimmt so kleinere Schwingungen in unmittelbarer Nähe der Erregerstelle auf. Größere Schwingungen sowohl bei der Einfederung als auch bei der Rückfederung werden über Anschläge an den Drehstab weitergegeben, dem die Gummifeder vorgeordnet ist. Praktisch bedeutet das, daß kleinere Bodenunebenheiten bei einer Kraftwagenabfederung durch die Gummifeder weich und für die Insassen wenig spürbar aufgenommen werden, während größere Bodenunebenheiten in an sich bekannter Weise durch die Drehstäbe mit deren bekannten Vorteilen abgefedert sind. Dies ist deshalb möglich, weil die Zusatzfeder die kleinen Schwingungen in voller Größe leicht beherrschbar aufnimmt, ohne den Drehfederhebel zu bewegen. Damit sind die urgefederten Massen verringert.
Es empfiehlt sich, die Gummifeder als Membranfeder auszubilden, wobei vorteilhafterweise Anschläge vorgesehen sind, welche die freie Fläche der Membranfeder bei wachsender Last verkleinern und dadurch ihre Charakteristik stark ansteigen lassen. Auf diese Weise wird nicht nur die Membran geschont, sondern auch ein stoßfreier übergang von der Membranfederung zur Drehstabfederung ermöglicht.
Um neben den Vorteilen der Gummifederung zusätzlich die Vorteile einer pneumatischen Federung zu erhalten, empfiehlt es sich weiter, daß die Membranfeder einen allseitig geschlossenen Raum abschließt, der über eine feste oder veränderliche Öffnung mit der Umgebung in Verbindung steht. Auch hierdurch läßt sich die gesamte Kennlinie des Federungssystems beliebig verändern, insbesondere in der Art, daß ihr flacherer Anstieg in der Nähe der statischen Last unmerklich in einen stärkeren Anstieg bei größeren Federwegen übergeht.
Möglich und unter Umständen vorteilhaft ist es aber auch, daß die Gummifeder als flächen- oder hülsenförmige Schubfeder ausgebildet ist. Sie kann dann Bremskräfte besser aufnehmen und ist leichter herstellbar sowie haltbarer als eine Gummimembran.
Ferner kann die Gummifeder vorgespannt sein, so daß ihr freier Federweg sich auf einen kleinen Betrag in der Nähe der statischen Last beschränkt. Dadurch steigt die Gesamtkennlinie des Federungssystems gemäß der Erfindung zunächst steil an bis zu dem Punkt, an dem die Vorspannung der Gummi-Zusatzfeder erreicht ist. Dann setzt über einen gewissen Federweg bis zur statischen Last und über diese hinaus die Wirksamkeit der Gummifeder ein, die erst aufhört, wenn die Gummifeder an einen Anschlag stößt und damit die Belastung wiederum auf das härtere Federsystem des Drehstabes od. dgl. überträgt. Die Vorspannung der Gummifeder verhindert insbesondere bei der Rückfederung, daß der Gummi zu stark beansprucht und zerstört wird, da bei größeren Rückfederausschlägen wiederum die härtere Drehstabfederung in Wirksamkeit tritt.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen erläutert, und zwar zeigt Abb. I ein Federungssystem für eine Kraftwagenhinterachse mit einem Drehstab und einer zugeordneten Membranfeder in perspektivischer Darstellung, Abb. 2 eine Membranfeder, Abb. 3 eine andere Ausführungsform. bei der statt einer Membranfeder eine flächenförmige Schubfeder verwendet ist, Abb. q. ein Federungssystem nach Abb. i mit einer Feder nach Abb. 3 und Abb. 5 die Kennlinie eines Federsystems gemäß der Erfindung.
Die Kraftwagenachse i wird gegenüber dem Kraftwagenaufbau 2 gemäß Abb. i durch den Drehstab 3 abgefedert. An dem Drehstab 3 ist ein Hebel q. befestigt, der mit einer Gabel 5 die Achse i umgreift. An den beiden Enden der Gabel 5 sind die Membranen der Gummifederung befestigt, die durch einen Stab 6 miteinander verbunden sind. An dem Stab 6 ist die Kraftwagenachse i aufgehängt. In Abb. 2 ist die Gummifederung vergrößert dargestellt. Sie besteht aus den Membranen 7 und 7'. Die Membran 7 legt sich im Ruhezustand auf einen gewölbten, z. B. aus Holz bestehenden Kopf ä und wird dadurch entsprechend vorgespannt. Der freie Federweg der Membran 7' wird bei wachsender Beanspruchung durch einen Anschlag 9 in dem die Membran aufnehmenden glockenförmigen Gehäuse io begrenzt. Das Gehäuse io ist bis auf eine Öffnung II allseitig verschlossen, so daß der Luftraum zwischen der Membran 7' und dem Gehäuse Io als zusätzliche pneumatische Federung wirkt. Sobald die Membranfeder 7' an dem Gehäuse anliegt, hört ihre Federung auf. Dann wird die Federung des Drehstabes 3 wirksam. Bei der Rückfederung wird die gleiche Wirkung durch das Anlegen der Membran 7 an den Kopf 8 erreicht.
Gemäß Abb. 3 und 4 ist die Membranfeder durch eine Schubfeder aus den Gummikörpern 12 und 13 ersetzt. Die Gummikörper 12 und 13 sind einerseits an der Gabel 5, andererseits an den Platten 14 bzw. 15 anvulkanisiert. Die Kraftwagenachse I ruht in einem Blechkäfig 16, der mit den Platten 14 und 15 verbunden ist. Die Gummikörper 12 und 13 sind durch das Aufliegen des Anschlages 18 vorgespannt, solange die statische Last nicht auf der Feder ruht, und können nur so weit federn, bis der Anschlag 17 an der Gabel 5 anliegt. Die darüber hinausgehende Federung wird vom Drehstab 3 übernommen.
In Abb. 5 ist die Kennlinie des Federsystems dargestellt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Drehstabfederung, insbesondere für Kraftwagenachsen, bei der einem jeden der Drehstäbe eine als Gummifeder mit flacherer Kennlinie als die betreffende Drehstabfeder ausgebildete Zusatzfeder zugeordnet ist, die beim Überschreiten einer vorbestimmten Last durch einen einstellbaren Anschlag ausgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzfeder (7 und 7'; 12 und 13) einesteils mit der Radachse (I) und anderenteils mit dem freien Ende des Drehstabhebels (4) verbunden ist.
2. Drehstabfederung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Anschläge zum Ausschalten der Gummifeder sowohl beim Über- als auch beim Unterschreiten des Bereichs der statischen Last vorgesehen sind.
3. Drehstabfederung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummifeder als Membranfeder (7 und 7') ausgebildet ist.
4. Drehstabfederung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Anschläge (9) vorgesehen sind, welche die freie Fläche der Membranfeder (7 und 7') bei wachsender Last verkleinern und dadurch ihre Charakteristik stark ansteigen lassen.
5. Drehstabfederung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfeder (7 und 7') einen Raum abschließt, der über eine feste oder veränderliche Öffnung (II) mit der Umgebung in Verbindung steht.
6. Drehstabfederung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummifeder als flächen- oder hülsenförmige Schubfeder (12 und 13) ausgebildet ist.
7. Drehstabfederung nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummifeder (7 und 7'; 12 und 13) vorgespannt ist, so daß ihr freier Federweg sich auf einen kleinen Betrag in der Nähe der statischen Last beschränkt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 6o6 271, 637 118, 646447, 661377, 679367, 68o868, 688421, 713104, 736876, 7478o6; französische Patentschrift Nr. 643 6oo; Zeitschrift »Automobile Engineer«, Oktober 1948, S. 370; B u s s i en, »Automobiltechnisches Handbuch«, 16. Auflage, 1945, S. 603.