-
Abfederung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zwei stufenweise
wirksamen Blattfedern Es sind bereits Stufenfederungen mit mehreren Blattfedern
bekannt. Die Federn kommen dabei nacheinander zum Tragen, so daß eine progressiv
steigende Federkennlinie erreicht wird. Bei derartigen Federungen hat es sich aber
als nachteilig erwiesen, daß bei dem Rückgang der Last die weichste Gruppe der Federung
die ganze Masse allein aufnehmen muß und daher weit durchfedert. Dadurch wird die
schwächste Feder am höchsten beansprucht, und ihre Eigenfrequenz im Bereich kleinerer
Lasten wirkt sich durch weite Schwingungen unangenehm aus, insbesondere z. B. bei
teilweise besetzten Personenkraftwagen. Nachteilig ist ferner, daß die aufeinanderfolgende
Einschaltung der einzelnen Federgruppen mit starken Geräuschen verbunden ist.
-
Demgegenüber beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß eine insbesondere
zur Kraftfahrzeugabfederung geeignete Federcharakteristik nicht nur von nacheinander
zum Tragen kommenden Federn bestimmt sein darf und dadurch stetig ansteigen soll,
sondern daß vielmehr zur Verkürzung der Ein- und Rückfederung unterhalb der statischen
Last eine zunächst steil ansteigende Federkennlinie erwünscht ist, die sich im Bereich
um die statische Last abflacht und jenseits dieses Bereichs wiederum steiler ansteigt.
Erfindungsgemäß
wird daher vorgeschlagen, daß bei einer Abfederung, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
mit zwei stufenweise wirksamen Blattfedern die beiden Blattfederbündel in unbelastetem
Zustand gegeneinander mit einer Last vorgespannt sind, die der zu erwartenden niedrigsten
statischen Last gleich ist. Dadurch wird die Ein- und Rückfederung spürbar verkürzt,
da die Kennlinie der Gesamtfeder zun:icilst in einem Winkel ansteigt, der sich als
Summe der Anstiegswinkel der beiden einzelnen Blattfedergruppen ergibt.
-
Weiter soll erfindungsgemäß eine der beiden Blattfedern in einem Bereich
um die statische Last die Federung allein übernehmen. Praktisch bedeutet das, daß
die Kennlinie der Gesamtfeder sich in diesem Bereich zu einem Anstiegswinkel abflacht,
der der Kennlinie der allein wirksamen, nachstehend als ersten bezeichneten Blattfeder
entspricht. Für den praktischen Betrieb bringt eine derartige Kennlinie den Vorteil
weicher Abfederung kleinerer Schwingungen und Stöße mit sich, die sich nicht allzuweit
von dein Punkt der normalen statischen Belastung entfernen. Andererseits Eist der
Nachteil der bekannten weichen Federn, daß z. B. Kraftfahrzeugaufliauten bei der
Rückfederung zu stark durchinfolge der Kopplung der beiden Blattfedern im Gebiet
unterhalb des Bereichs der statischen Last vermieden.
-
C1in null zu erreichen, daß die Federkennlinie im Gebiet oberhalb
des Bereichs der statischen Last mit den an sich bekannten Vorteilen wiederum steil
ansteigt, wird weiter vorgeschlagen, daß die zweite Blattfeder durch einen mit der
ersten Blattfeder fest verbundenen Mitnehmer über Begrenzungsanschläge ein- und
auszuschalten ist. Dabei empfiehlt es sich, daß zwischen dem Mitnehmer und den Begrenzungsanschlägen
Gummipolster vorgesehen sind, um den Übergang zwischen den einzelnen Stufen der
mehrfach abgestuften Federkennlinie weicher zu gestalten.
-
Möglich ist es aber auch, daß statt der Begrenzungsanschläge des Mitnehmers
und der Gummipolster zwischen diesen Teilen ein mit der zweiten Blattfeder fest
verbundener Gummikörper die Last auf diese Gruppe überträgt. Dabei läßt sich eine
progressiv steiler werdende Kennlinie im Gebiet oberhalb des Bereichs der statischen
Last dadurch erreichen, daß der Gummikörper von einem Gehäuse umschlossen ist und
sich mit steigender Belastung mehr und mehr an die Gehäusewand anlegt, so daß seine
Verformung mit wachsender Last zunehmend begrenzt ist. Vorteilhafterweise ist der
Gummikörper daboi an einem Blatt der zweiten Blattfeder anvulkanisiert. Das kann
auch den Vorteil mit sich bringen, daß sich die Biegelänge der zweiten Blattfeder
durch den Gummikörper mit wachsender Belastung verringert, daß also auch durch die
Begrenzung des Ausschlages der zweiten Blattfeder ein progressiver Anstieg der Gesamtfederkennlinie
erreicht wird. Das ergibt sich daraus, daß der Gummikörper mit wachsender Belastung
härter wird und zusammen mit seinem Gehäuse einen Block bildet, der einen Federausschlag
auf seiner Länge unmöglich macht. In der Zeichnung ist die Eifindung an zwei Ausführungsbeispielen
erläutert, und zwar zeigt Abb. i eine Blattfederkombination, bei der die zweite
Blattfeder durch Anschläge und Mitnehmer eingeschaltet wird, Abb. 2 eine Blattfederkonihination,
bei der ein an der zweiten Blattfeder anvtilkanis@ierter Guininikörper die Last
auf diese Abb. 3 einen Längsschnitt, Abb. 4 einen Querschnitt durch den Gummikörper
nach Abb. 2 in unbelastetem Zustand, Abb. 5 einen Querschnitt durch den Gummikörper
nach Abb. 3 unter hoher Last.
-
Die aus den Blattfederlliindeln t und 2 bestehende Blattfederkombination
nach :'@hl>. t ist finit dem abfedernden Teil 3, an dem die Last in Pfeilrichtung
angreift, durch die Stangen 4, 5 fest verbunden. Die Stangen enden in einem oberen
Querl)iigel 6, an dem das Blattfederbiindel t aiigescli@\eilit ist. Auf den Stangen
4, 5 sitzt verscliic,l>licli ein mittlerer Querbiigel 7, in dem das l3l<tttfe<lei-1>iill<iel
2 gelagert ist und dessen die Stangen 4, 5 umfassende Arme Anschläge für die Mitnehnier
8 auf den Stangen 4, 5 bilden. Zwischen den Mitlichinern #'-, und den Armen des
Bügels 7 sind Gulntnipolster 9 vorgesehen. Die freien Enden der Blattfedern sind
gegeneinander durch die Laschen io, i i \-erspannt.
-
Die Vorspannung der Mattfederlriindel i, 2 gegeneinander durch die
Laschen i o, i t ist so bemessen, daß unter der in 3 angreifenden statischen Last
die Blattfeder i allein wirkt, die Mattfeder 2 also sich in einer Stellung befindet,
in der die Arine des liiigels 7 mit den Mitnehniern 8 und (äunlmiipolstern 9 nicht
in Berührung stehen. Steigt nun die Belastung, so wird die Blattfeder t zunehmend
durchgebogen bis zu einem Punkt, an dein die Mitnehmer 8 an den oberen Armen des
Querhügels 7 anschlagen. Dadurch wird die Last auf die Mattfeder 2 mitübertragen,
und zwar in einem durch die Gummipolster g abgeschwächten Übergang. Die Blattfedern
i, 2 wirken also von diesem Belastungspunkt ab gemeinsam. Bei der Entlastung und
Rückfederung geht der Vorgang umgekehrt vor sich, wobei der Rückfederweg durch den
Anschlag der Mitneliiner 8 an den unteren Armen des Querbügels 7 begrenzt ist. Auch
von diesem Punkt an wirken demnach die Blattfedern i und 2 gemeinsam und schwächen
die Schwingungen des Federsystems unterhalb des Bereichs der statischen Last ab.
-
In Abb. 2 ist eine Blattfederkombination gezeigt, mit der die gleiche
Wirkung durch einen Gummikörper an Stelle der Anschläge am Querbügel 7 und der Mitnehmer
8 erreicht ist. Die Blattfedern i, 2 dienen hier zur Abfederung einer Straßenfahrzeugachse
3 an einer Gabel 12. An einem ,Blatt der Blattfeder 2 ist ein Gummikörper 13 anvulkanisiert,
der von einem Gehäuse 14 umschlossen ist. Im übrigen entsprechen die Bezugszeichen
denen von Abb. i.
-
Die an den Enden der Blattfeder i angreifende Last wirkt nur dann
auf die Blattfeder 2, wenn ein gewisser, durch die Vorspannung der beiden Blattfedern
gegeneinander mittels der Laschen io, i i bestimmter
Bereich nach
unten oder oben überschritten wird.
-
Die Übertragung der Last auf die Blattfeder 2 geschieht dann durch
den Gummikörper 13, der sich unter der Wirkung der durch das Gehäuse übertragenen
Belastung zu deformieren beginnt. In den Abb. 3, 4 ist ein Längs- und Querschnitt
durch den Gummikörper 13 in unbelastetem Zustand dargestellt. In diesem Zustand
liegen die Seitenflächen des Körpers 13 nicht an den schrägen, umfassenden Seitenwänden
15 des Gehäuses 14 an. Wird aber der Bereich der Vorspamiung der beiden Blattfedern
gegeneinander überschritten, so bringt die Verformung des Gummikörpers 12 diesen
mehr und mehr an den Flächen 15 zur Aulage. Der Gummikörper 13 wird dadurch zunehmend
härter und bewirkt eine ständig härter werdende Federung in Verbindung mit der Tatsache,
daß auch die Biegelänge der Blattfeder 2 unter steigender Last durch den Gummikörper
13 in Verbindung mit dem Aufsetzen der Seitenwände 15 des nunmehr durch den Gummi
vollständig ausgefüllten Gehäuses 14 um die Gehäuselänge verkürzt wird. Die Rückfederung
der Blattfederkombination nach Abb. 2 wird dadurch begrenzt, daß unterhalb des Bereichs
der statischen Last, in dem die beiden Blattfedern gegeneinander verspannt sind,
der Gummikörper 13 unter dem Zug des Gehäuses 14 wiederum die Blattfeder 2 einschaltet.