DE3928844A1 - Blattfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Blattfeder zur Führung einer Starrachse eines Kraftfahrzeuges, mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1.

Blattfedern dieser Art werden beispielsweise an der Hin­ terachse von Mercedes-Benz Transportern der Tpyen 210 und 310 verbaut. Das in Fahrtrichtung vorne liegende Festla­ gerauge des Hauptfederblattes ist dabei in Art eines so­ genannten Normalauges ausgebildet. Hierzu ist das betref­ fende Federblattende derart eingerollt, daß der übrige Teil des Hauptfederblattes zum Festlagerauge tangential verläuft (siehe S. 56, Abb. 3.1-27 aus "Warmgeformte Fe­ dern" von Fa. Hoesch, 1987). Diese Ausbildung des Festla­ gerauges bietet den Vorteil, daß zwischen letzterem und dem gegebenenfalls mit einer Sicherheitsumrollung für das Festlagerauge ausgestatteten einen Ende des das Hauptfe­ derblatt abstützenden, weiteren Federblattes eine Berüh­ rungsfläche vorhanden ist, wodurch Vertikalkräfte im Be­ reich des Festlagerauges flächig abgestützt werden.

In der Einbaulage überragt jedoch das Festlagerauge die obere Flachseite des Hauptfederblattes, wodurch aus dem Radialabstand der Achse des Festlagerauges zu dieser Fe­ derflachseite ein auf das Festlagerauge einwirkendes Mo­ ment resultiert, wenn an einem vom Festlagerauge aufgenom­ menen aufbaufesten Aufnahmezapfen Längskräfte angreifen.

Der Überstand des Normal- bzw. Festlagerauges ist außerdem für die Lage des Federdrehpunktes und damit für das bei einer gewählten Einbaulage der Blattfeder erzielbare, die Führung einer Starrachse mitbestimmende kinematische Ver­ halten derselben bedeutsam.

So werden die hinteren längsführenden Blattfedern moderner Nutzfahrzeuge mit Starrachse in Fahrtrichtung schräg nach vorne unten geneigt eingebaut. Demgemäß liegt das sich am Federvorderende befindende Festlagerauge tiefer als das in einem Schäkelauge bzw. in einem Abwälzbock oder Gleitschuh gelagerte Federhinterende.

Durch diese Einbaulage wird in Abhängigkeit von Bewegungen des Fahrzeugaufbaues um die Rollachse ein Lenkverhalten der Starrachse für ein gewünschtes Untersteuern des Fahr­ zeuges bei Kurvenfahrt erreicht.

Dieser Mitlenkeffekt ist um so ausgeprägter, je tiefer die Lage des Federdrehpunktes bzw. Momentanpols des durch das Hauptfederblatt definierten Ersatzlenkers gewählt werden kann, dessen Länge von der Strecke der Längsmitte des Hauptfederblattes bis zu dem graphisch zu ermittelten Fe­ derdrehpunkt bzw. Momentanpol bestimmt ist. Hier wirkt sich deshalb der Überstand des Normal- bzw. Festlagerauges nachteilig aus, weil dadurch der fiktive Federdrehpunkt im vorderen Endbereich der Blattfeder weit oberhalb der obe­ ren Flachseite des Hauptfederblattes zu liegen kommt.

Eine wesentlich günstigere, weil tiefere Lage des Feder­ drehpunktes und zwar unterhalb der oberen Flachseite des Hauptfederblattes ließe sich verwirklichen, wenn an das Vorderende des Hauptfederblattes als Festlagerauge, an­ stelle eines Normal-Auges, ein sogenanntes Berliner-Auge angeformt würde.

Von einem solchen Federauge erstreckt sich das Hauptfe­ derblatt radial weg.

In diesem Falle wäre aber zwischen dem Mantel des Berliner-Auges und einem unterhalb dasselbe geführten En­ des eines weiteren Federblattes lediglich Linienberührung zur vertikalen Kraftabstützung gegeben, so daß hohe, den Abrieb beschleunigende und den gefährdeten Augenquer­ schnitt schwächende Flächenpressung in Kauf genommen wer­ den müßte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Blattfeder in einer im Oberbegriff von Patentanspruch 1 erläuterten Ausbildung so zu verbessern, daß sie die Vorteile, die eine Ausbildung des Festlagerauges als sogenanntes Normal-Auge bezüglich seiner planflächigen Abstützung auf dem Ende des weiteren Federblattes und als Berliner-Auge bezüglich einer Tieferlegung des Federdrehpunktes in sich vereinigt, deren erläuterten Nachteile jedoch vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Abkröpfung der Fe­ derblätter wurde es somit möglich, die Achse des Festla­ gerauges des Hauptfederblattes mit Bezug auf dessen obere Flachseite entsprechend tiefer zu legen, wodurch sich zwangsläufig auch der Drehpunkt des Federersatzlenkers entsprechend tiefer verlagert.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 3.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht und verkürzt dargestellt eine bekannte Blattfeder in Einbaulage, bei der das Festlagerauge ihres Hauptfeder­ blattes als Normalauge ausgebildet ist,

Fig. 2 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 einer erfindungsgemäßen Blattfeder.

Bei der in Fig. 1 dargestellten, zum Stand der Technik gehörenden Blattfeder handelt es sich beispielsweise um eine aus drei übereinander geschichteten Federblättern 10, 12 und 14 gebildete Hinterachsblattfeder 16 zur Längsfüh­ rung einer Starrachse, die in ihrer Einbaulage, bezogen auf eine mit a-a bezeichnete Horizontalebene, in Fahrt­ richtung F in bekannter Weise nach unten geneigt angeord­ net ist. Mit 18 ist ein die Blattfeder 16 aufnehmender Achskörper einer Starrachse bezeichnet.

Das obere, in der Folge als Hauptfederblatt bezeichnete Federblatt 10 ist an seinem, in Fahrtrichtung F vorne liegenden Ende mit einem Festlagerauge 20 ausgestattet, das, bezogen auf die Einbaulage der Blattfeder 16, ein nach oben eingerolltes, sogenanntes Normal-Auge bildet, von dem sich der Körper des Hauptfederblattes 10 tangen­ tial wegerstreckt.

In eine Lagerausnehmung 22 des Festlagerauges 20 greift ein aufbaufester Lagerbolzen zur Blattfederaufnahme ein, dessen Anordnung nicht gezeigt ist.

Hauptfederblatt 10 und das dasselbe von unten abstützende Federblatt 12 sind in ihren Endbereichen in bekannter Weise durch jeweils eine Klammer 24 zusammengehalten.

Am nicht dargestellten Blattfederhinterende kann das Hauptfederblatt an einem aufbaufesten Widerlager, bzw. einem Gleitschuh abgestützt oder mit einem weiteren, an­ gerollten Federauge in einem Federgehänge gelagert sein.

Das Federblatt 12 endet am Vorderende der Blattfeder 16 unterhalb des Festlagerauges 20, wobei es mit seinem End­ stück 12′ an der unteren Flachseite des Hauptfederblattes 10 flächig anliegen kann. Vorzugsweise ist zumindest zwi­ schen die vorderen Endstücke 10′ und 12′ und gegebenen­ falls auch die hinteren Endstücke der beiden Blattfedern 10 und 12 in bekannter Weise noch eine elastomere, bei­ spielweise aus Gummi bestehende Zwischenlage 26 angeord­ net.

28 bezeichnet einen Momentanpol eines strichpunktiert an­ gedeuteten Federersatzlenkers 30 der graphisch zu ermit­ teln ist. Der Höhenabstand des Momentanpols 28 von der Radaufstandsfläche der Hinterachse sowie die durch den Abstand b des Momentanpols 28 von der Längsmitte des Hauptfederblattes 10 bestimmte Länge des Federersatzlen­ kers 30 sind für das Eigenlenkverhalten der Hinterachse bei Bewegungen des Fahrzeugaufbaues um die Rollachse des Fahrzeuges mitbestimmend.

Ein gewünschtes Untersteuern des Fahrzeuges bewirkende Lenkbewegungen der Hinterachse bei Kurvenfahrt werden da­ bei zu einem erheblichen Maße vom Höhenabstand des Momen­ tanpols 28 zur Radaufstandsfläche der Hinterachse be­ stimmt.

Aus der Ausbildung des Festlagerauges 20 als nach oben eingerolltes Normal-Auge ergibt sich dabei ein verhält­ nismäßig großer Höhenabstand c des Momentanpols 28 zur oberen Flachseite 32 des Hauptfederblattes 10, was sich im Hinblick auf die ein Untersteuern bewirkende Schrägstel­ lung der Starrachse ungünstig auswirkt.

Dieser Nachteil wird durch die Konstruktion einer erfindungsgemäßen Blattfeder gemäß Fig. 2 vermieden. Teile dieser als Ganzes mit 36 bezeichneten Blattfeder, die denjenigen der in Fig. 1 gezeigten bekannten Blattfeder 16 entsprechen, sind mit deren Bezugszahlen bezeichnet.

Der konstruktive Unterschied zwischen beiden Blattfedern 16 und 36 besteht darin, daß das Festlagerauge 20, bezogen auf die obere Flachseite des Hauptfederblattes 10, durch Abkröpfen der Blattfederendstücke 10′ und 12′ bei 38 ent­ sprechend tiefer gelegt ist, wodurch aus Wankbewegungen bei Kurvenfahrt ein verstärktes Schrägstellen der Starr­ achse im Sinne eines Untersteuerns erreicht wird, ohne daß sich dadurch für das das Festlagerauge 20 aufweisende Blattfederende Freigangprobleme ergeben.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich dabei die Achse 34 des Festlagerauges 20 ungefähr in der Ebene der neutralen Faser 40 des Hauptfederblattes 10, wodurch im Vergleich zur Blattfederkonstruktion gemäß Fig. 1 eine wesentlich tiefere Lage des Momentanpols 28 des Federersatzlenkers 30 zustande kommt, der in diesem Falle zwischen den beiden Federblättern 10 und 12 zu liegen kommt.

Selbstverständlich kann durch entsprechend stärkeres Ab­ kröpfen der Blattfederendstücke 10′ und 12′ der Abstand des Momentanpols 28 zur Radaufstandsfläche noch weiter vermindert werden.

Das Federauge am nicht dargestellten Federblatthinterende kann dabei als nach oben eingerolltes, vom Federblatt 12 flächig abgestütztes Normal-Auge, insbesondere auch in der erfindungsgemäßen Anordnung oder als Berliner-Auge ausge­ führt sein, vor dem das Federblatt 12 endet.

Im Falle einer zum Festlagerauge 20 analogen Ausbildung und Anordnung des hinteren Federauges können beide gege­ benenfalls noch mit einer an das Federblatt 12 angeformten Sicherheitsumrollung teilweise umschlossen sein.

Claims (3)

1. Blattfeder zur Führung einer Starrachse eines Kraft­ fahrzeuges, mit einem Hauptfederblatt und wenigstens einem weiteren, dasselbe abstützenden Federblatt, bei der das Hauptfederblatt am einen Ende ein in Art eines, bezogen auf die Blattfeder-Einbaulage, nach oben eingerollten Normal-Auges ausgebildetes Festlagerauge aufweist und das weitere Federblatt sich zumindest bis unter das Festlagerauge erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (34) des Festlagerauges (20) durch Abkröpfen (bei 38) beider Federblätter (10 und 12) mit Bezug auf die einem Fahrzeugaufbau zugekehrte, obere Flachseite (32) des Hauptfederblattes (10) tiefergelegt ist.

2. Blattfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Höhenabstand der Achse (34) des Festlagerauges (20) zur oberen Flachseite (32) des Hauptfederblattes (10) kleiner ist als der Halbmesser der Lagerausnehmung (22) des Festlagerauges (20) .

3. Blattfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (34) des Festlagerauges (20) im wesentlichen in der Ebene der neutralen Faser (40) des Hauptfeder­ blattes (10) liegt.