DE969226C - Federung fuer schwere Fahrzeuge - Google Patents
Federung fuer schwere FahrzeugeInfo
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G11/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs
- B60G11/02—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or kind of springs having leaf springs only
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Description
AUSGEGEBEN AM 14. MAI 1958
E 8518II/03 c
Die Erfindung bezieht sich auf eine Federung für schwere Fahrzeuge, bei welcher lange geschichtete
Federn in ihrer Mitte auf den Achsgehäusen befestigt sind und mit ihren Enden gegen
gekrümmte Lagerflächen des Fahrzeugrahmens drücken und ferner am Fahrzeugrahmen unter den
Federn Begrenzungsanschläge zur Lagensicherung der Federn in bezug auf den Rahmen angeordnet
sind.
Bisher mußten gummibereifte Zugmaschinen und schwere Lastfahrzeuge mit der üblichen Federung
auf schlechten und unebenen Fahrwegen oder im weglosen Gelände wegen der Rückfederung und des
Seitenwankens im allgemeinen verhältnismäßig langsam fahren. Unter diesen Umständen waren
deshalb gefederte Lastfahrzeuge in der Regel ungeeignet. Wurden sie aber trotzdem verwendet, so
traten häufig Federbrüche auf. Fahrzeuge mit gefederter Hinterachse erfahren auf den Fahrwegen
manchmal außerordentlich starke Stöße, was zu starkem Rückfedern und Seitenwanken führt. Die
Erfindung bezweckt die Lösung dieses Problems. Die Begrenzungsanschläge unter den Federn
wurden bisher nahe den Federenden angebracht und hatten allein die Aufgabe, die Federn insbesondere
bei gelegentlichem Hochwippen des Fahrzeugchassis an einem Verlassen der Federauflagen
oder einem Herausschnappen aus den Feder-
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lagerböcken zu hindern. Durch die Anordnung der Begrenzungsanschläge dicht unter den Federenden
legen sich bei einem Hochwippen des Chassis die oberen langen Federblätter mit ihren Enden zunächst
auf die Anschläge, hierauf aber biegen sich diese wenigen Federblätter nach oben durch. Die
Federenden können dabei leicht verbogen werden oder sogar abbrechen.
Bei anderen bekannten Federanordnungen werden ίο gerade und gleich lange, also typisierte Federblätter
je nach der jeweils gewünschten Federkraft zu schwächeren oder stärkeren Federbündeln vereinigt,
wobei die Federenden zwischen Federauflagen und Begrenzungsanschlägen geführt sind.
Diese Federbündel sind aber nach den Enden zu außerordentlich steif und unnachgiebig, wodurch
bei starkem Hochwippen des Chassis und enger Federendenführung an den Federböcken eine Bruchgefahr
auftritt.
Diese Mängel werden nach der Erfindung beseitigt, indem die Begrenzungsanschläge etwa in
mittlerer Entfernung zwischen dem Achsgehäuse und den Federenden am Fahrzeugrahmen bzw. an
dessen Federlagerböcken angeordnet werden, und zwar in solcher Höhe, daß die Federn bei entlastetem
Fahrzeug mit ihren Unterseiten gerade an den Begrenzungsanschlägen oder Bolzen anliegen.
Dies bietet den Vorteil, daß bei einem Hochwippen des Chassis über die dem entlasteten Fahrzeug
entsprechende Stellung hinaus Federn, Gehäuse, Achse und Räder sich mit ihrem Gewicht an das
Chassis hängen und es nach abwärts in seine Normalstelking ziehen. Zwischen den Federauflagen
und den Begrenzungsanschlägen, die jetzt gegen einen starken Teil der Federn drücken, wirkt
ein langer, solider Hebelarm.
Die Federauflageflächen sind mit Rücksicht auf
die wechselnden Federdurchbiegungen nach der Feder zu konvex gekrümmt. Diese Vorwölbung
hatte bisher bei Lastkraftwagen lediglich einen solchen Krümmungsradius, daß beim Arbeiten der
Federn und ihrem Gleiten längs der Auflageflächen unter Linienberührung keine zu starke
Reibung oder gar ein Fressen auftreten kann. Es sind Ausführungen von Federhalterungen bekannt,
bei denen die gekrümmten Federaiuflagen am Fahrzeugrahmen längs verschiebbar sind. Damit wird
bezweckt, die tragende Länge der Federn bei vergrößerter Belastung zu verkürzen, wodurch die
Federn härter werden und ihre Durchbiegung verringert wird. Die Federung erhält zwar auch eine
im Interesse der Schwingungsdämpfung günstigere Charakteristik, aber solche Vorrichtungen sind, da
sie automatisch arbeiten, sehr kompliziert. Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch
beseitigt, daß die vorn und hinten nach oben gekrümmten Lagerflächen für die Federenden auf
ihrem längeren, nach der Achse zu gerichteten Teil eine Krümmung mit großem Radius aufweisen, auf
welchem Teil das oberste Federblatt bei zunehmender Belastung des Fahrzeuges sich unter starker
Verkürzung der tragenden Federlänge abwälzt, und auf ihrem kürzeren, von der Achse abgewendeten
Teil eine Krümmung mit kleinem Radius besitzen, an welcher bei Entlastungen der Feder und bei
deren Aufliegen auf den Begrenzungsanschlägen das oberste Federblatt mit seinen Enden abrollt.
Solange also Chassis und Ladung auf die Federn .drücken, verkürzt oder verlängert sich automatisch
die tragende Federlänge infolge der sehr schlanken Krümmung des langen, zur Achse zeigenden Teiles
der Federauflagen, während andererseits beim Hochwippen des Chassis und Anlegen der Federn
gegen die Begrenzungsanschläge bei praktisch gleichbleibender Auflagelänge der Federn keine
nennenswerte Reibung der Federenden an den von der Achse abgewendeten Auflageflächen auftritt, so
daß eine Krümmung der Federauflage mit kleinem Radius genügt, was auch bezüglich der Funktion
der Federn zweckmäßig ist.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in
Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt
Fig. ι die Seitenansicht einer Bauart eines geländegängigen
Lastfahrzeuges, auf das die Erfindung Anwendung finden kann,
Fig. 2 eine Teilrückansicht des in Fig. 1 dargestellten
Fahrzeuges in vergrößertem Maßstab, welche die Anordnung der Federung in bezug auf
den Fahrzeugaufbau, die Achse und die Radlagerung zeigt,
Fig. 3 eine Teilansicht des Schnittes nach der Linie 3-3 der Fig. 4,
Fig. 4 eine Teilansicht des Schnittes nach der Linie 4-4 der Fig. 2,
Fig. S eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht, welche eine andere Lage der Teile zeigt,
Fig. 6 die Draufsicht auf eines der Federlager nach Fig. 4 und 5 und
Fig. 7 die Seitenansicht des Federlagers nach Fig. 6.
In Fig. ι ist eine Seitenansicht des Schwerlastfahrzeuges
der beschriebenen Art gezeigt. Dieses Fahrzeug hat einen Hauptrahmen 10, der von den
Vorderrädern 11 und den Hinterrädern 12 getragen
wird. Auf dem Rahmen sind ein schwerer nach rückwärts kippbarer Kasten 13, ein Führerhaus 14
und eine Motorhaube 15' angeordnet, welche zur Verkleidung eines Motors dient, der die vordere,
die hintere oder beide Achsen antreibt. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, erstrecken sich zwei geschichtete
Blattfedern 14 in Längsrichtung des Fahrzeuges unmittelbar unter den beiden Hauptlängsträgern
ioo des Rahmens. Zur Befestigung der Mittelteile
dieser Federn auf geeigneten Federunterlagen 16 auf dem Treibachsgehäuse 17 sind Federbügel 15
vorgesehen. Das Treibachsgehäuse 17 umgibt eine Antriebsachse 18, die Antriebsverbindung mit den
Rädern 12 hat.
. Die Blattfedern 14 sind von sehr schwerer Bauart. Dies wird dadurch ersichtlich, daß die gezeigte
Feder aus Mangansiliziumstahl eint- Blattbreite von 15,2cm und eine Dicke von 15,8mm hat, wobei
drei Federblätter mit einer Länge von 139,7 cm und neun kürzere Federblätter vorgesehen sind.
von denen das kürzeste eine Länge von 27,9 cm
hat. Die freie Feder hat in der Mitte einen ebenen Teil von etwa 27,9 cm Länge und, wie in Fig. 4
gezeigt, in freiem Zustand eine konkave Krümmung nach oben von etwa 3,8 cm, bezogen auf einen Abstand
der Lastauflagemittellinien von 127 cm. Zwei U-förmige Federbügel 15 sind über eine Federspannplatte
19 aus Stahl gelegt und halten den Mittelteil der Feder auf geeigneten Federunterlagen
16 des Achsgehäuses 17.
to Das vordere Ende jeder Blattfeder 14 stützt sich gegen ein Federlager 20 ab, das an eine Verstärkungsplatte
21 angeschweißt ist, die ihrerseits auf dem unteren Flansch io6 des Längsträgers io„
verschweißt ist. Das hintere Ende jeder Blattfeder stützt sich an einem Federlager 22 ab, das mit
einem länglichen Block 23 \-erschweißt ist, der seinerseits an dem unteren Flansch 1 Oj, des Rahmenlängsträgers
IQ11 angeschweißt ist. Das vordere
Federlager 20 ist mit näheren Einzelheiten in Fig. 6 und 7 dargestellt, wobei dieselbe Anordnung für
das hintere Federlager 22 vorgesehen ist. Wie Fig 6 und 7 zeigen, ist die Unterseite des Federlagers
20 in Längsrichtung des Fahrzeuges gekrümmt, wobei sich der Krümmungsradius von der
Linie 24 ab ändert. Für eine Strecke A, die etwas weniger als 25 °/o der Gesamtlänge, vom vorderen
Ende des Federlagers gerechnet, ausmacht, hat die Krümmung einen Halbmesser R', der verhältnismäßig
klein ist und bei der dargestellten Ausführungsform etwa 39,4 cm beträgt. Teil B erstreckt
sich daher über etwas mehr als drei Viertel der Längsabmessung des Federlagers, wobei die
Krümmung der Unterseite dieses Tc: es des Federlagers
einen Radius R hat, der- bei der dargestellten Ausführungsform etwa 345,4 cm beträgt. Das
oberste Blatt der Feder 14 liegt daher bei normaler Belastung des Fahrzeuges längs der Linie 24 an
den vorderen und hinteren Federlagern 20 bzw. 22 auf. Ferner sind Mittel vorgesehen, um der Unterseite
der Federlager 20 und 22 Schmierfett zuzuführen. Wie Fig. 6 und 7 zeigen, erstreckt sich in
der Mitte des Federlagers 20 in dessen Längsrichtung ein Hauptschmierkanal 25, der an seinem
hinteren Ende mit einem Fettnippel 26 versehen ist.
Von dem Hauptkanal 25 erstrecken sich seitliche Kanäle 2ζα und 25^ nach unten, um der Innenfläche
zwischen der Unterseite des Federlagers 20 und dem obersten Blatt der Feder 14 Schmierfett zuzuführen.
Der Kanal 2ζα verläuft etwa in der Zone
24, während sich der Kanal 256 etwa in der Mitte
des flacher gekrümmten Teiles mit dem Radius R befindet.
Die vordere und hintere Trägerplatte 27 bzw. 28 tragen Begrenzungsanschläge 29 bzw. 30. Wie sich
aus der Zeichnung ergibt, befinden sich die Begrenzungsanschläge 29 und 30 nicht senkrecht
unterhalb der Federlager 20 bzw. 22, sondern sind in Richtung zum Achsgehäuse 16 versetzt. Diese
Anschläge bilden unter den Federn Rückfederungsbegrenzungen und haben einen beträchtlichen Abstand
von den freien Enden der Feder, so daß diese bei einer Wankbewegung des Fahrzeuges einer
Aufwärtsbewegung Widerstand leistet. Dies ist sehr wichtig, denn wenn ein Fahrzeug wankt,
nimmt die eine Feder eine starke nach unten gerichtete Kraft auf, während auf die auf der entgegengesetzten
Seite des Fahrzeuges befindliche Feder eine entsprechende nach oben gerichtete Kraft wirkt. Die Anschläge 29 und 30 dienen daher
beim Rückfedern zur Begrenzung der Aufwärts- 7» bewegung der Feder und auf diese Weise zur Verringerung
der größtmöglichen Wankbewegung. Aus Fig. 4, welche den Zustand der Feder bei unbelastetem
Fahrzeug zeigt, ergibt sich, daß die Anschläge 29 und 30 tatsächlich mit ihrer Oberseite
an der Unterseite der Blattfeder anliegen. Die Anschläge liegen an den Federblättern auch bei nicht
belasteter Feder an und selbst dann, wenn sie nicht einmal durch den leeren Kippkasten belastet ist.
Beim Rückfedern oder seitlichen Wanken werden 8σ diese Anschläge· fest gegen die Unterseite der
Feder angedrückt. Wie ersichtlich, liegt die Berührungsstelle zwischen Anschlägen und Feder
etwa in der Mitte zwischen dem mittleren schweren Teil der Feder und dem jeweiligen freien Ende der
Feder. Eine Aufwärtsbewegung des Kippkastens auf der einen Seite verursacht eine weitere Bewegung
der Anschläge 29 und 30 nach oben. Da die Anschläge hierbei die Feder an auf der Achsgehäuseseite
jedes Federlagers befindlichen Punkten go nach oben drücken, \rerursachen sie eine Hebelwirkung,
für die das benachbarte Federlager als Gelenkpunkt dient, so daß sie die Feder S-förmig
zu biegen versuchen. Dadurch ist ein außerordentlich hoher Widerstand gegen weitere Rückfederung
und seitliches Wanken gegeben. Gleichzeitig wirkt dieser Widerstand gegen das Rückfedern in ziemlich
hohem Grade über die ganze Länge der Feder, besonders jedoch in dem sehr starken Teil der
Feder an der Berührungsstelle mit den Anschlägen.
Die Trägerplatten 27 bestehen aus zwei im wesentlichen dreieckigen Seitenplatten 27a und 276,
die an entgegengesetzten Seiten der Rahmenlängsträger ι oa festgeschraubt sind, welche ihrerseits im
wesentlichen in Form von Doppel-T-Trägern ausgebildet sind. Wie sich am besten aus Fig. 2 und 4
ergibt, wird der Raum zwischen dem Mittelsteg des Trägers ioe bis zu einer durch die Kanten der
oberen und unteren Flansche des Doppel-T-Trägers ioa gelegten Ebene durch Manschetten 31 ausgefüllt,
so daß diese an den Flanschen des Doppel-T-Trägers anliegen können. Durch die ganze Länge
der Manschetten 31 und durch die Platten 27,, und
276 erstrecken sich Bolzen 32, um die Trägerplatten
fest in ihrer Lage zu halten. Die Anschläge bestehen aus sich durch die Platten 27^ und 27& erstreckenden
Bolzen 29, die von einer Hülse 29Ö umgeben
sind, welche an der Feder 14 anliegt. Die Ausbildung der Anschläge 29 und 30 ergibt sich
aus Fig. 3. Diese zeigt einen Schnitt durch den Anschlag 30, der die gleiche Konstruktion aufweist,
bei welchem der Bolzen mit 30 und die ihn umgebende Hülse mit 3oa bezeichnet sind.
Gemäß Fig. 3 und 4 ist die hintere Trägerplatte 28 mit mehreren Bolzen 33 befestigt, welche durch
die Platten 28a und 286 und durch den obenerwähn-
Claims (2)
- ten, an dem unteren Flansch ι O6 des Trägers iofl befestigten Block23 geführt sind. Die unteren rück-. wärtigeh Enden der Trägerplatte 28 sind durch eine Platte 28C miteinander verbunden, die auf die Platten 28a und 286 aufgeschweißt und ihrerseits am Rahmenteil 34 befestigt ist.Die Konstruktion auf der entgegengesetzten Seite des Fahrzeuges ist die gleiche wie oben beschrieben. Die Trägerplatten 27 und 28 dienen daher nicht nur zur Halterung der Anschläge 29 und 30, sondern auch als Seitenführungen für die Federblätter 14, wie sich aus Fig. 2 und 3 ergibt. Ferner nehmen die Trägerplatten 27 und 28 den Seitenschub des Fahrzeuges auf.Die Achsen werden durch die üblichen Schubstangen, welche in der Zeichnung mit 35 bezeichnet sind, in ihrer Lage gehalten. Die Laschen 36 des Achsgehäuses sind mit der Öse 37 des Schubstangenteiles 35α verstiftet. Drehzapfen 38, die von der Trägerplatte 28 getragen werden, dienen zur. Halterung eines sich durch den Schubstangenteil 356 erstreckenden Bolzens. Ein Gewinde 39 mit grober Passung verbindet die Schubstangenteile35a und 35 6» um ein seitliches Kippen der Achse zuermöglichen.Ist das Lastfahrzeug, wie in Fig. 4 gezeigt, unbelastet, so liegt die Feder auf der Vorderkante des Federlagers 20 und an der Hinterkante des Federlagers 22 auf, was die längstmögliche wirksame Federlänge und damit eine maximale Durchfederung ergibt. Ist das Fahrzeug normal belastet, wie in Fig. 5 gezeigt, so liegt die Feder an den Federlagefn 2o und 22 an den Scheitellinien 24 um einen geringen Abstand nach innen von den Federenden auf, so daß die Feder bei normaler Belastung steifer ist. Bei Belastungsstößen biegt sich die Feder weiter durch, gegebenenfalls sogar bis zu einer entgegengesetzt gerichteten Krümmung. Hierbei liegt sie an den Lagern 20 und 22 an Stellen an, die näher beieinanderliegen als die Scheitellinien 24, was eine weitere Verkürzung der wirksamen Federlänge zur Folge hat. Die Kombination von Begrenzungsanschlägen 29 und 30 an der sich nach oben bewegenden Seite des Fahrzeuges, welche deren Aufwärtsbewegung begrenzen, mit der sich verändernden Federwirkung auf der entgegengesetzten Seite, auf welcher die· Feder beim Durchfedern steifer wird, ergibt gute Fahreigenschaften und begrenzt das Steigen, das Rückfedern und seitliches Wanken. 5»TATENTANSPBuCHE:i. Federung für schwereFahrzeuge, beiwelcher lange geschichtete Federn in ihrer Mitte auf den Achsgehäusen befestigt sind und mit ihren Enden gegen gekrümmte Lagerflächen des Fahrzeugrahmens drücken und am Fahrzeugrahmen unter den Federn Begrenzungsanschläge zur Lagensicherung der Federn gegenüber dem Rahmen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsanschläge (29, 30) etwa in mittlerer Entfernung zwischen dem Achsgehäuse (16) und den Federenden am Fahrzeugrahmen (ioa) bzw. an dessen Federlagerböcken (27, 28) angeordnet sind, und zwar in solcher Höhe, daß die Federn (14) bei entlastetem Fahrzeug mit ihren Unterseiten an den Begrenzungsanschlägen (29, 30) anliegen.
- 2. Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorn und hinten nach oben gekrümmten Lagerflächen (20, 22) für die Federenden auf ihrem längeren, nach der Achse (18) zu gerichteten Teil eine Krümmung mit großem Radius aufweisen, auf welchem Teil das oberste Federblatt (14) bei zunehmender Belastung des Fahrzeuges sich unter starker Verkürzung der tragenden Federlänge abwälzt, und auf ihrem kürzeren, von der Achse abgewendeten Teil (24) eine Krümmung mit kleinem Radius besitzen, an welcher bei Entlastung der Feder (14) und bei deren Aufliegen auf den Begrenzungsanschlägen (29,30) das oberste Federblatt (14) mit seinen Enden abrollt.In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 550840, 640235; schweizerische Patentschrift Nr. 107 316;
USA.-Patentschrift Nr. 2 653 035.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 509 696/301 2.56 (809 511/34 5.58)
Priority Applications (1)
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ID=9737332
Family Applications (1)
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