DE1680247A1

DE1680247A1 - Feder fuer Fahrzeugaufhaengungen und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Feder

Info

Publication number: DE1680247A1
Application number: DE19671680247
Authority: DE
Inventors: Brownyer Nelson Reuben
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1966-08-22
Filing date: 1967-08-04
Publication date: 1971-11-11
Also published as: US3439400A; GB1124432A; BE702901A; US3534951A

Description

Dr. Gertrud Hauser eooo Manchen 6o, . £, /\yg "\ Dipl.-Ing. Gottfried Leiser Em.b.r_Ber.tra.,.i9 ^

Patentanwälte

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Postscheckkonto: München 117078

300 Sixth Avenue

Pittsburgh, Pennsylvania / Y.St.A,

Unser Zeichen: E 694

Feder für Fahrzeugaufhängungen und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Feder M

Die Erfindung bezieht sich auf Blattfederaufhängungen für Kraftfahrzeuge und insbesondere auf eine Blattfeder für schwere Lasten, die einen speziellen, integralen Mittelaufbau aufweist, der stark genug ist, damit die Feder quer hindurchlaufend drehbar gelagert werden kann, wie es beispielsweise bei Ausgleichsfedern und Aufhängefedern erforderlich ist und ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Blattfeder. {

Die erfindungsgemäße Blattfeder ist von einem Mittelabschnitt maximaler Dicke aus zu beiden Enden hin fortschreitend konisch verjüngt und die Breite des Mittelabachnittea ist in Querrichtung zur Längsachse der Blattfeder vermindert, um in ausreichender Weise Metall zu verdrängen, um die Dicke im Mittelabschnitt zu erhöhen, um einen Zapfen montieren zu können, der drehbar in Lagern in einer Zapfenkonsöle des Fahrzeuges gelagert werden kann« Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel

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ist

ist der Lagerzapfen in einer Öffnung montiert, die in dem Mittelabschnitt mit vergrößerter Dicke ausgebildet ist.

Träger für Fabrzeugaufhängungen wurden bereits vorgeschlagen und diese weisen üblicherweise ein starres Stahlglied auf, welches in der Mitte am Rahmen drehbar gelagert ist und welches in elastischen Lagern oder in Kugelgelenken an den mit der Achse verbundenen Enden montiert isto Diese Träger waren hauptsächlich vorgesehen, um Antriebs- und Bremsdrehmomente auf den Rahmen zu übertragen und um die Achsen miteinander in einer festen Abstandbeziehung in Längsrichtung des Fahrzeuges zu verbinden. Diese Träger erhöhten jedoch in unerwünschter Weise das nicht abgefederte Gewicht des Fahrzeuges. Um die Fahrzeuglast elastisch, zu tragen und um Straßen— stoße aufzufangen, muß (fiae relativ große aus mehreren Blattfedern bestehende Federpaket in Verbindung mit derartigen starren Trägern verwendet werden.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein neuer elastischer Lastaufnähmeträger als Aufhängung geschaffen, wobei dieser Träger die kombinierten Funktionen der Kombination eines starren Trägers und eines Blattfederpaketes übernimmt. Hierdurch wird das sogenannte Totgewicht der Aufhängung ganz erheblich herabgesetzt und dip Lastaufnähmekapazität des Fahrzeuges wird erhöht·

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Pur

Pur den Einbau ist weniger Platz erforderlich als für die komplizierteren bekannten Konstruktionen·

Der erfindungsgemäße elastische Träger ist eine schwere, abgeschrägte Blattfeder, die einen Mittelabschnitt von verminderter Breite und erheblich vergrößerter Dicke aufweist, wobei dieser Mittelabschnitt in entgegengesetzter Richtung sich erstreckende Lagerzapfenenden aufweist. Es ist ein Hauptziel der Erfindung, einen der- % artigen Träger zu schaffen und fernem ist es Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Trägers zur Verfügung zu stellen«

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine neue, elastische, integrale Trägerkonstruktion zu schaffen, wobei der Träger eine konisch verlaufende Blattfeder mit konstanter Breite int und zwar mit Ausnahme eines begrenzten zentralen Taillenabschnittes, in welchem die Blattfe- λ

der beträchtlich dicker ist als der Rest der Blattfeder, wobei dieser Abschnitt Lagerzapfen trägt, damit die Blattfeder in einem Fahrzeug oder dergleichen montiert werden kann.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein neues Verfahren zur Herstellung eines elastischen Trägers zu schaffen, bei welchem eine sich verjüngende Blattfeder von konstanter Breite hergestellt wird, beispielsweise

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durch

durch. Walzen oder durch Abschneiden mittels einea Schneidbrenners von einem Rohling und "bei -welchem der Mittelabschnitt der Blattfeder durch eine mechanische Betriebestufe in Querrichtung vermindert wird, wodurch Metall verdrängt wird, um ganz erheblich die Dicke des Mittelabschnittes zu erhöhen. Ein entsprechendes Ziel der Erfindung ist in dem neuen Träger zu sehen, der durch dieses Verfahren hergestellt wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen neuen Federträger entsprechend dem vorgehenden Zielen zu schaffen, bei welchem der verdickte Mittelabschnitt eine Öffnung zur Aufnahme eines Lagerzapfens aufweist.

Weitere Ziele und Merkmale sollen in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert v/erden. Es zeigen:

Fig_o 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Federträgers, der in einer Aufhängung eingebaut ist,

Fig« 2 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie 2-2 der Fig. 1,

Figo 3 eine Seitenansicht einea Federträgers,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den in Fig. 3 dargestellten Federträger,

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Fig. 5 eine Schnittansicht dea Federträgers, genommen längs der Linie 5-5 der Fig. 3>

Fig. 6 eine Schnittansicht dea Federträgera, genommen längs der Linie 6-6 der "Fig. 3»

Mg. 7 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 3 dargestellten Federträgera,

Mg. 8 eine perspektivische Darstellung des In Figo 7 dargestellten Federträgers_s bei welchem der Lagerzapfen in die Mittelöffnung eingesetzt ist und

Fig. 9 und 10 Draufsicht und Seiteansicht des Trägers in einer ursprünglichen Form.

In Fig«, 1 ist der Federträger 10 in einer Fahrzeugaufhängung angeordnet. Ein Träger 10 ist an jeder Seite des Fahrzeuges in der Mitte drehbar am Rahmen 11 gelagert Λ

und die Trägerenden stützen sich gleifbar auf entsprechenden Yerschleißkisaen 12 und 13 ab, die an Konsolen 14 und 15 vorgesehen sind. Diese Konsolen 14 und 15 sind fest mit den Tandemachagehäusen 16 und 17 verbunden.

Die Rahmenlagerung des Trägers 10 weist eine Zapfenhalterung 18 auf, die feat am Rahmen 11 befestigt iat. Die Zapfenhalterung 18, weist, wie Fig. 2 zeigt, zwei parallele Arme 19 und 21 auf, die miteinander fluchtende

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Lager

Lager 22 und 23 tragen. Diese "beiden Lager tragen die "beiden Enden eines Zapfens 24, der mit dem Träger 10 fest verbunden ist.

Die Enden des Federtragers 10 können ausgespart sein und können in den Konsolen 14 und 15 durch Drehlagerblöcke befestigt sein, wie es in der US-Patentschrift 2 999 695 beschrieben ist.

Torsionsstäbe 25 und 26 erstrecken sich zwischen den Achsen 16 und 17 am Fahrzeugrahmen· Der Torsionsstab 25 weist bei 27 die übliche Drehverbindung mit der Achse 16 auf und ferner eine Gelenkverbindung mit dem Rahmen bei 28. Der Torsionsstab 26 weist die übliche Drehverbindung mit der Achse 17 bei 29 auf und ferner eine Drehverbindung mit dem Rahmen bei 31. Diese Torsionsstäbe sind wirksam, um den Abstand der Tandemachse in Längsrichtung des Fahrzeuges aufrecht zu erhalten und um Brems- und Antriebsdrehmomentreaktionen unmittelbar auf den Rahmen zu übertragen.

Der Träger 10 ist aus einer sehr guten Federstahlsorte hergestellt» Wie Fig. 4 zeigt, weist der Träger von Ende zu Ende eine konstante Breite auf, mit Aufnahme eines zentralen Taillenabschnittes 32, dessen Breite in Querrichtung vermindert ist. Wie die Pig· 3 und 4 zeigen, weist der Träger 10 in der Mitte des Taillen-

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abschälttes

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abschnittes 32 einen Abschnitt 30 von im wesentlichen gleichförmiger minimaler Breite auf, wobei dieser Abschnitt eine ganz erheblich größere Dicke als die gegenüberliegenden Endabschnitte 33 und 34 aufweist, die sich verjüngen und deren Dicke allmählich zu den Trägerenden hin abnimmt. Der dickste Trägerabschnitt 30 ist integral mit den Endabschnitten 33 und 34 konstanter Breite ausgebildet und ist mit diesen Abschnitten 33 und 34 über sogenannte Übergangsabschnitte 35 und 36 verbunden, deren Dicke und Breite sich allmählich ändern, ■wie es in den Jig· 3 und 4 gezeigt ist und die glatt an den Enden in die dazugehörigen Trägerabschnitte übergehen.

Der dickste Trägerabschnitt 30 weist eine mittlere querverlaufende zylindrische Bohrung 38 auf ₉ deren Achse senkrecht zur Länge des Trägers hin verläuft· in dieser Bohrung ist mit Preßsitz ein zylindrischer Zapfen 24 eingesetzt, der zu beiden Seiten vorspringende Enden 39 und 41 aufweist, die in den lagern 22 und 23 der in Fig. 1 dargestellten Aufhängung sitzen·

Der Träger 10 wird vorzugsweise so hergestellt, daß zuerst eine länge eines Stahlrohlings konisch gewalzt und dann behandelt wird, wie es in der USA-Patentschrift 3 238 072 beschrieben wird, wobei beispielswise eine Walzmaschine verwendet wird, wie sie in der USA-Patent-

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schrift

schrift 3 145 591 "beschrieben wird. Auf diese Weise wird ein Federträger 40 mit konstanter Breite ¥ erzeugt, der einen dicken Mittelabschnitt 42 mit der Dickenabmessung T aufweist, von dem aue sich, die gegenüberliegenden Endabschnitte 43 und 44 verjüngen, wie es in den Pig. 9 und 10 gezeigt ist. Die Oberflächen 45 und 46 sind konisch gewalzte Oberflächen und die Oberfläche 47 verläuft von einem Ende des Federblattrohlings zum anderen geradlinig·

Der sich verjüngende Pederträger konstanter Breite, der in den Pig· 9 und 10 dargestellt ist, kann auch durch Abschneiden mittels eines Schneidbrenners von einem Rohling hergestellt werden·

Nachdem der Federträger 10, wie in den Fig· 9 und 10 dargestellt, ausgebildet ist, v/ird der Mittelabschnitt 42 dea Trägers in einer hydraulischen Presse in einer Richtung quer zur Längsachse des Trägers heiß geschmiedet, wobei der Druck in einer horizontalen Ebene von beiden Seiten des Trägers aus zur Mittelachse des Trägers hin ausgeübt wird, um den eingeschnürten Taillenabschnitt 32 herzustellen, der in Pig· 4 dargestellt ist· Dieser eingeschnürte Taillenabschnitt weist eine erheblich verminderte Breite und eine erhöhte Dicke gegenüber den übrigen Teilen dea Trägers auf. Durch diese Bearbeitung wird Metall in senkrechter Richtung verdrängt, um den

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dicksten

dicksten Mittelabsohnitt 30 und die Übergangsabschnitte 35 und 36 auszubilden. Die gegenüberliegenden Seitenflächen 48 und 49 des dicken Abschnittes 30 (3?ig« 6) sind flach und verlaufen parallel zur Längsachse des Trägers.

Dann wird die Bohrung 38 im Abschnitt 30 ausgebildet, wobei die Achse dieser Bohrung unter rechten Winkeln zu den Flächen 48 und 49 verläuft. Die Bohrung 38 kann bei 51 an beiden Enden abgeschrägt sein, um das Einsetzen des Lagerzapfens 24 zu erleichtern, der nicht verdrehbar mit Preßsitz in dieser Bohrung sitzt _o Die Enden 39 und 41 des Lagerzapfens 24 erstrecken sich zu beiden Seiten aus der Bohrung 38 hinaus und können in diese Lager in der Halterung 18 eingesetzt werden,, In diesen Lagern sind die Enden drehbar gelagert, sodaß nach dem Einbau der Träger 10 innerhalb der Halterung 18 drehbar gelagert ist.

Die Bohrung 38 wird vorzugsweise nach der Wärmebehandlung des Trägers 10 ausgebildet, um sicherzustellen, daß sich die genauen Abmessungen dieser Bohrung nicht verändern und um einen richtigen Preßsitz des Lagerzapfens sicherzustellen.

Die Behandlungsstufens des Schleifens der Trägeroberfläohe der Kugelbeβtrhalung der Unterseite auf der Zugseite des Trägers und weitere Behandlungsschritte, wie sie in

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der

der US-Patentschrift 3 238 072 "beschrieben werden, können durchgeführt werden und zwar vor oder nach Ausbildung des sogenannten Taillenabschnittes.32.

Der eingeengte Taillenabschnitt 32 kann ein leichtes diagonales Verbiegen des Trägers 10 ermöglichen, wenn die Aufhängung diagonal angelenkt ist, was vorteilhaft sein kann, um- die Lagerbelastungen zu vermindern· Die Bohrung 38 erleichtert ganz erheblich mit oder ohne den Zapfen 24 die Handhabung des verhältnismäßig schweren Trägers 10 beim Transport im Werk und beim Versand.

Die neue Verteilung des Metalles, die durch die Ausbildung des Taillenabschnittes 30 erzeugt wird, schafft einen Metallquerschnitt von ausreichender Festigkeit, um die Bohrung 38 herum, sodaß der flache Zapfen in entsprechender Weise aufgenommen werden kann. Die Einengung des Taillenabschnittes 32 in Querrichtung ermöglicht es, daß die Halterung schmaler ausgeführt werden kann und eine entsprechende Halterung für den Träger bildet, wobei das Gewicht und die Größe dieser Halterung herabgesetzt werden können· Wie Mg. 6 zeigt, liegen die Zapfenenden im wesentlichen innerhalb der seitlichen Begrenzungen der Breite des Trägers, sodaß ein kompakter Aufbau erzielt werden kann.

Patentansprüche 109846/0361

Claims

Patentansprüche

1.) Federträger für Fahrzeugaufhängungen, gekennzeichnet durch ein^n verhältnismäßig dicken Mittelabschnitt (30) und Endabschnitte (33, 34), die sich mit abnehmender Dicke vom Mittelabschnitt aus zu den Enden des Trägers hin verjüngen, wobei der Träger eine im wesentlichen konstante Breite aufweist, mit Ausnahme eines Abschnittes (32) verminderter Dicke des Mittelab^chnittes, der parallele, gegenüberliegende Seitenflächen (48, 49) aufweist und der axial fluchtende, sich zu beiden Seiten erstreckende Lagerzapfen (39, 41) aufweist.

2„ Verfahren zur Herstellung eines Federträgers aus einem Stahlfederträger, der im wesentlichen konstante Breite von einem Ende zum anderen Ende hin hat und der einen verhältnismäßig dicken Mittelabschnitt aufweist, von dem aus sich die beiden Enden mit abnehmender Dicke verjüngen, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt des Trägers in Querrichtung zusammengedrückt wird, um die Breite des Trägers in diesem Bereich zu verringern, während die Trägerbreite im anderen Teil des Trägers beibehalten wird und um Metall zu verdrängen, um ganz erheblich die Dicke des Mittelabschnittes zu erhöhen und daß in entgegengesetzten Richtungen vorspringende, axial fluchtende Lagerzapfen mit dem Träger an den Seiten des verdickten Mittelabschnittes verbunden werden.

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