SUSPENSION FOR A VEHICLE

Abstract: 1. A suspension for vehicles, in particular self-driven vehicles, having at least one spring plate (1) which is connected to an axle by a clamping device (2) and optionally at least at one end to the vehicle by an eye or the like, the clamping device (2) being in contact, directly or indirectly, on at least a substantial portion of the upper and lower surfaces which face the spring, and having a supporting suspension (10, 14, 15), the spring plate (1) being constructed of fibre-reinforced plastic with fibres which run across the longitudinal extent, and having form-locking elements to prevent a relative movement in the longitudinal direction of the spring, and being held rigidly in the clamping device (2), and the supporting spring (10, 14, 15) being in planar contact with the spring with the interposition of a sliding layer, characterised in that the spring plate (1) has two inclined surfaces (4, 5) inside the clamping device (2) which point towards each other and which, with the adjoining surfaces (6, 7) which face the end of the spring, enclose an angle (alpha) of between 5 degrees and 30 degrees, in particular 10 degrees and 20 degrees, which inclined surfaces cooperate with an inclined surface (8, 9) of the clamping device (2), a filled plastic which is constant in volume, e.g. an epoxy resin filled with powdered metal, preferably members (12) made in situ, being arranged between the bearing surface (11) of the clamping device (2) which lies opposite the inclined surface and the spring plate (1).

Description: Federung für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Federung von Fahrzeugen mit zumindest einem Federblatt aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Bei Federungen, insbesondere für schwere Kraftfahrzeuge ist es bekannt, Stützfedern vorzusehen, wobei diese Stützfedern bei grösserer Belastung des Fahrzeuges erst in Wirkung kommen. Aus der DE-A1 31 47 629 wird eine Blattfeder-Baueinheit für die Abfederung von Kraftfahrzeugen bekannt, wobei eine Blattfeder aus Stahl vorgesehen ist, die über Augen mit dem Fahrzeug und in ihrem Mittenbereich über eine Einspannung mit der Achse verbunden ist. In dieser Einspannung ist weiters eine Stützfeder angeordnet, die an ihren beiden Endbereichen, starre, nicht fe de rd Auflagen aufweis', welche als Distanzstücke zur Feder dienen. Diese starren Auflagen können ihrerseits noch Spiralfedern tragen. Eine derartige Anordnung soll eine bestimmte Federcharakteristik durch Austauschen der starren nicht federnden Teile auf der Stützfeder möglich machen. Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, eine Federung zu schaffen, bei welcher durch eine Stützfederung das Hauptfederblatt bereits in der Anfangsbelastung unterstützt wird, und bei dem eine einfachste Einspannung für das Hauptfederblatt vorgesehen sein kann, wobei mit der Einspannung keine Kerbwirkungen auf der Kunststoffeder auftreten. Eine weitere Aufgabe der erfindungsgemässen Federung besteht darin, eine möglichst gewichtsarme und einfach ausq#st:s1tete Feder. insbesondere Ein Spannung zu schaffen. Die erfindungsgemässe Federung für Fahrzeuge, insbesondere selbstgetriebene Fahrzeuge, mit zumindest einem Federblatt, das über eine Einspannung mit einer Achse und gegebenenfalls an zumindest einem Ende über ein Auge od. dgl. mit dem Fahrzeug verbunden ist, wobei die Einspannung mit zumindest einem wesentlichen Anteil der oberen und/oder unteren Flächen die zur Feder weisen, direkt oder indirekt anliegt, und eine Stütz feder aufweist, besteht im wesentlichen darin, dass das Federblatt mit faserverstärktem Kunststoff mit im wesentlichen in und über die Längserstreckung erstreckenden Fasern auf gebaut ist, mit Formschlusselementen zur Verhinderung einer Relativbewegung in Federlängsrichtung in der Einspannung zumindest teilweise starr in dieser gehalten ist, und dass die Stützfeder mittel- bzw. unmittefbar,z.B. unter Zwischenschaltung einer Gleitschichte flächig, insbesondere voll flächig, zumindest bei Belastung an der Feder anliegt. Eine derartige Federung gestattet eine gewichtsarme Ausbildung der Einspannung bei Federblättern aus fa serverstärktem Kunststoff, da die Krafteinleitung vom Federblatt in die Einspannung durch die Stützfedern, welche bereits zu Beginn der Belastung wirksam werden, aufgenommen wird, wobei weiters die flächige Befestigung der Feder mit einem Formschluss den anisotropen Eigenschaften einer Kunststoffeder besonders gut Rechnung trägt und das flächige bzw. uollflächige Anliegen der Stützfeder auf das Federblatt ebenfalls eine Einleitung der Kraft über eine grössere Fläche erlaubt. Die Stützfederung dient im wesentlichen als Teil der Einspannung, welche elastisch nachgiebig ausgebildet ist. Ist die Stützfederung mit einer Blattfeder, welche zumin- dest teilweise starr in der Einspannung unter Formschluss zur Verhinderug einer Relativbewegung in Federlängsrichtung gehalten ist, mit faserverstärktem Kunststoff mit im we sentlichen in und über Stützfeder-Längserstreckung erstreckenden Fasern aufgebaut, so ist einerseits eine Gewichtsersparnis gegeben, wobei anderseits die Federeigenschaften besonders gut angepasst werden können und eine gegenseitige Beschädigung ausserhalb bzw. innerhalb der Einspannung besonders leicht vermeidbar ist. Ist die Dicke der Stützfeder geringer, insbesondere zwei Drittel bis ein Drittel geringer als die Dicke des Federblattes im Anliegebereich beider aneinander ausserhalb der Einspannung, so kann eine sehr gute Krafteinleitung in die Einspannung erreicht werden, wobei gleichzeitig nur ein geringes Volumen erforderlich ist. Ragt die Stützfeder in etwa um die Hälfte bis zum Zweifachen der Dicke des Federblattes im Anliegebereich beider aneinander ausserhalb der Einspannung aus der Einspannung, so wird der Materialbeschaffenheit von faserverstärkten Kunststoffedern besonders günstig Rechnung getragen, da einerseits die Federcharakteristik nicht so verändert wird, als ob zwei Federblätter vorliegen würden, und anderseits sich eine Stützung im Mittenbereich ergibt, die neben der federnden Unterstützung auch eine besonders vorteilhafte Einleitung der Kräfte in die Einspannung bewirkt. Ist zwischen der Einspannung und dem Federblatt zumindest teilweise,insbesondere oberhalb der oberen Anliegefläche ein volumskonstanter gefüllter Kunststoff, z.B. mit Metallpulver gefülltes Epoxidharz, vorzugsweise in situ gefertigter Körper angeordnet, so ist einerseits eine starre Anordnung in der Einspannung ermöglicht, die anderseits Kerbstellen od. dgl. auf besonders einfache Art und Weise verhindert. Weist das Federblatt innerhalb der Einspannung zumindest eine Keilfläche, insbesondere zwei zueinander weisende Keilflächen, die einen Winkel zwischen 5 und 300, insbesondere 10 und 200, mit der anschliessenden zum Federende weisenden Fläche einschliess(t) (en) auf, so kann ein Formschluss erreicht werden, wenn die Einspannung entsprechende Keilfläche(n) aufweis(t)(en), wobei den anisotropen Eigenschaften der Feder besonders günstig Rechnung getragen ist, wenn der Bereich unterhalb der Keilfläche auch mit den sich längserstreckenden Fasern aufgebaut ist. Sind als Stützfeder in der Einspannung beidseitig ausserhalb des Bereiches der starren Halterung elastisch deformierbare Auf- und/oder Einlagen, z.B. aus elastomerem Material wie Gummi od. dgl. vorgesehen, so können diese elastischen Elemente ebenfalls für eine weiche Einleitung der Kräfte von der Feder in die Halterung Sorge tragen, sodass einer Zerstörung derselben besonders günstig entgegengewirkt wird. Derartige elastisch deformierbare Aufund/oder Einlagen können auch zusätzlich zu einer Stützfeder, die als Blattfeder ausgebildet ist, vorgesehen sein. Beträgt der Bereich der starren Halterung in der Einspannung etwa das Zwei- bis Sechsfache der Federblattdicke im Anliegebereich dieser aneinander ausserhalb der Einspannung, so ist einerseits eine feste, starre Halterung der Feder auf der Achse erreicht, wobei anderseits die Federungseigenschaften dadurch nur gering beeinträchtigt werden. In der Halterung können auch mehrere nicht aneinander anliegende Blattfedern, insbesondere mit Stützfedern angeordnet sein, welche beispielsweise als nicht anliegende Stutzfeder, also a ] s eigentliche Stützfeder dienen kann. Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Federung mit einer Stützfeder als Blattfeder und Fig. 2 eine Federung mit elastischer Einlage. Das in Fig. 1 teilweise dargestellte Federblatt 1 ist aus faserverstärktem Kunststoff mit in und über Feder längs- erstreckung angeordneten Glasfasern aufgebaut und nur in seinem Mittenbereich und zwar im Bereich der mehrteiligen Einspannung 2 mit Ausnehmungen 3 für Spannbügel dargestellt. Die beiden Enden, welche Federaugen aufweisen, die üblicher Ausgestaltung sein können, wurden der Einfachheit halber nicht dargestellt. Die Feder weist zwei Keilflächen 4 und 5 auf, die mit den anschliessenden Flächen 6 und 7 jeweils einen Winkel ivon zirka 150 einschliessen. Die Einspannung 2 weist zu den Flächen 4 und 5 korrespondierende Keilflächen 8 und 9 auf. Diese Keilflächen 4 und 5 des Federblattes 1 können auch dadurch gebildet werden, dass eine Feder mit gleichbleibendem Querschnitt verwendet wird, welche in ihrem Einspannbereich eine Einbiegung erleidet. In diesem Falle muss die Einspannung sowohl oben als auch unten entsprechende Keilflächen aufweisen, wodurch ein besonders guter Formschluss gegeben ist. Unterhalb des Federblattes 1 ist in der Einspannung eine Stützfeder 10 angeordnet, die ebenfalls aus faserverstärktem Kunststoff aufgebaut ist. Die Dicke h der Stützfeder beträgt die Hälfte der Dicke h' des Federblattes 1 und zwar im Anliegebereich beider aneinander ausserhalb der Einspannung. Die Stützfeder liegt in einem Bereich c ausserhalb der Einspannung am Federblatt 1 an, wobei dieser Bereich c in etwa der Grösse h9 entspricht. 7wischen dem Federblatt 1 und der Einspannung 2 befindet sich an der oberen Anliegefläche 11 ein in situ gefertigter Körper 12, welcher aus mit Aluminiumpulver gefülltem Epoxidharz besteht. Der Bereichs der starren Halterung in der Einspannung entspricht in etwa der dreifachen Federblattdicke h' im Anliegebereich der beiden Federn aneinander ausserhalb der Einspannung. Durch die aus der Einspannung nur leicht herausragende Stützfeder 10 wird eine sanfte Einleitung der Kräfte, welche auf das Federblatt 1 einwirken, in die Einspannung ermöglicht. Die Einspannung 2 weist weiters Abrundungen 13 auf, sodass auch Kerbwirkungen an der Stützfeder vermieden werden. Wie aus der Zeichnung klar ersichtlich, sind sowohl die Stützfeder als auch das Federblatt in der Einspannung starr gehalten, sodass in diesem Bereich durch Bewegung keine Zerstörung eintreten kann, wobei innerhalb des Bereiches c eine beschränkte Beweglichkeit gegeben ist, da dort die Stützfeder gleichzeitig einen die Bewegung hemmenden Widerstand liefert. Um Reibungen in diesem Bereich zwischen den Federn zu verhindern, kann zwischen der Stützfeder und der Blattfeder beispielsweise ein Film aus PTFE eingelegt werden, der einerseits eine starre Einspannung nicht verhindert und anderseits Gleitbewegungen erleichtert und damit einen Wärmeaufbau geringhalten lässt. Die in Fig. 2 dargestellte Federung entspricht der Federung gemäss Fig. 1, wobei die Stützfeder durch zwei Gummiauf- und -einlagen 14, 15 gebildet ist, die in entsprechende Ausnehmungen 16, 17 der Einspannung 2 angeordnet beispielsweise anvulkanisiert sind. Wie aus der Zeichnung klar ersichtlich, können auch hier die Kräfte besonders günstig aufgenommen werden. Unterhalb einer derartigen Federung können andere Stützfedern, welche erst bei Belastung oder bei Vollast in Ak- tion treten, vorgesehen sein.

Claims: Patentansprüche: 1. Federung für Fahrzeuge, insbesondere seibstgetriebene Fahrzeuge mit zumindest einem Federblatt (1), das über eine Einspannung (2) mit einer Achse und gegebenenfalls an zumindest einem Ende über ein Auge od. dgl. mit dem Fahrzeug verbunden ist, wobei die Einspannung (2) mit zumindest einem wesentlichen Anteil der oberen und/oder unteren Flächen, die zur Feder weisen, direkt oder indirekt anliegt, und eine Stützfederung (10, 14, 15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Federblatt (1) mit faserverstärktem Kunststoff mit im wesentlichen in und über die Längserstreckung erstreckenden Fasern mit Formschlusselement zur Verhinderung einer Relativbewegung in Federlängsrichtung aufgebaut ist, in der Einspannung (2) zumindest teilweise starr in dieser gehalten ist, und dass die Stützfeder (10, 14, 15) mittel- bzw. unmittelbar z.B. unter Zwischenschaltung einer Gleitschichte flächig, insbesondere vollflächig, zumindest bei Belastung, an der Feder anliegt. 2. Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfederung (10) mit einer Blattfeder, welche zumindest teilweise starr in der Einspannung (2) unter Formschluss zur Verhinderung einer Relativbewegung in Federlängsrichtung gehalten ist, mit faserverstärktem Kunststoff mit im wesentlichen in und über Stützfederlängserstreckung erstreckenden Fasern aufgebaut ist. 3. Federung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (h) der Stützfeder (10) geringer ist, insbesondere zwei Drittel bis ein Drittel geringer ist, als die n#icfr-e 'h') des Fede.bldttes (1) im Anliegebereich (c) beider aneinander ausserhalb der Einspannung. 4. Federung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfeder (10) in etwa um die Hälfte bis zum Zweifachen der Dicke (h') des Federblattes (1) im Anliegebereich (c) beider aneinander ausserhalb der Einspannung aus der Einspannung (2) ragt. 5. Federung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Einspannung (2) und dem Federblatt (1) zumindest teilweise, insbesondere oberhalb der oberen Anliegefläche (11) ein volumskonstanter gefüllter Kunststoff, z.B. mit Metallpulver gefülltes Epoxidharz, vorzugsweise in situ gefertigter Körper (12), angeordnet ist. 6. Federung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federblatt (1) innerhalb der Einspannung (2) zumindest eine Keilfläche (4, 5), insbesondere zwei zueinander weisende Keilflächen, aufweist, die einen Winkel (oft) zwischen 5 und 300, insbesondere 10 und 200, mit der anschliessenden zum Federnde weisenden Fläche (6, 7) einschliess(t)(en), die mit einer etwa entsprechenden Keilfläche (8, 9) der Einspannung (2) kooperier(t)(en). 7. Federung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Stützfeder in der Einspannung (2) beidseitig, ausserhalb des Bereiches der starren Halterung elastisch deformierbare Auf- und/oder Einlagen (14, 15) z.B. aus elastomerem Material wie Gummi vorgesehen sind. 8. Federung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich der starren Halterung (d) in der Einspannung (2) in etwa der zwei- bis sechsfachen Federblattdicke im Anliegebereich dieser aneinander ausserhalb der Einspannung, beträgt.

Inventors: PUCK, ALFRED, PROF. DR.-ING.
Applicants: BOHLER AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1986
Main classification: F16F1
IPC codes: B60G11, F16F1