Federlagerung - Wie die Federn auslegen

[querys]

Hallo zusammen,

so langsam werden die Arbeiten im Koffer weniger und der Ausbau ist bald abgeschlossen. Bleiben noch die Arbeiten am Fahrgestell, für die es mir draußen zu ungemütlich war.
Darunter auch die Federlagerung.

Der Koffer ist ca 5 Meter lang, es gibt 4 Federlager je Seite und hinten am Rahmen ein Festlager. Anbei zwei Fotos von zwei Lagerstellen, 1x ganz vorn und eine weiter hinten.
Derzeit sind noch kurze M16 Schrauben eingesetzt, die sollen natürlich raus.
Nach oben sind ca. 20cm Platz bis zum Kofferboden, sofern denn die Feder überall vorbeipasst, zumindest das eine Lager wurde leider etwas ungünstig positioniert.

Meine konkrete Fragen:
- Kann man dafür M16 Gewindestangen nehmen, oder sollte man Schrauben verwenden? Ich würde dann oben/unten jeweils 2 Muttern draus schrauben und an den Muttern eine Scheibe DIN 440 17,5x56x5 - Stahl verzinkt
- Sollte das Loch im Lager eher was größer sein, damit die Gewindestange dort auch "schräg" durchpasst?
- vorn würde ich ca. 20cm Federweg einplanen, kann man das "splitten" also jeweils oben und unten eine Feder? Theoretisch könnte man dann erst weicher und dann härter auslegen, macht das Sinn?
- Was für eine Federstärke wäre empfehlenswert?
- Nimmt man für jedes Lager die selbe Feder/Federrate oder muss das nach hinten abnehmen, weil der Hebel und auch der Federweg kürzer wird.

Nach Recherche hier im Forum, sind ca. 2000N passend, diese Feder hier würde deshalb gut passen:
https://www.febrotec.de/de-DE/druckfede ... 0x-df2836/

Sofern jede Lagerstelle mit der Selben Feder ausgestattet würde, wären das 16 Federn, jeweils eine nach oben und eine nach unten.

Ich freue mich sehr über Anregungen, ich habe tatsächlich absolut keine Ahnung, außer das was ich hier im Forum gefunden habe.

[RealAgony]

moin, denke eine etwas ovales Loch macht Sinn um eine Schiffstellung der des Gewindestabes zu ermöglichen und ein Abknicken bei Verdrehung zu vermeiden. Persönlich würde ich statt Gewindestange eine Normale Passschraube in entsprechender Länge nehmen um ein Verhakeln des Gewindes in den Bohrungen zu verhindern. Zudem Spare ich mir einen Schwachpunkt der Muttern und wenn die Mutter dennoch verloren geht habe ich noch die Schraube an ihrem Platz. Ich denke aber auch das die Halter mit eine wenig Abstand zu einander montiert werden sollten, weil wenn der Rahmen jetzt in die Verschränkung geht man wenn sie dicht auf einander liegen man an den Außenkanten hohe Belastungen auf den Außenecken bekommt auf der Seite die nicht abhebt, bin aber auch noch nicht so lange im Thema und noch am Details planen aber so habe ich es mir bei meinem Zwischenrahmen gedacht. Zur Bemessung direkt kann ich dir leider nichts sagen denke das dafür auch die Gewichte und Verschränkung bekannt sein muss.

Werde diesen Threat aber auch für meine Planung weiter verfolgen.

viel Spaß beim Schrauben aus OWl
Michael

[felix]

Moin,

Passschrauben sind Overkill und schwer zu bekommen, eine normale Schraube mit Schaft tut es einwandfrei. Eine Gewindestange ist auch gut, wenn sich keine lange Schraube montieren lässt.

Die Federn unter der Schraube verhindern lediglich, dass die Schraube während der Fahrt nicht lose klappert. Würde die Feder eher schwach wählen, dann wird sie im Extremfall zerquetscht und ermöglicht etwas mehr Verschränkungsweg, bevor der Aufbau Schaden nimmt.

MLG
Felix

[RealAgony]

Stimmt @ Felix , Mit Passschraube Falschen Begriff verwendet ^^ meine natürlich auch eine Normale Schraube mit glatten Schafft im Arbeitsbereich mit ausreichend Gewinde zu einstellen der Spannung. Würde auch immer eine Scheibe zwischenlegen an den Enden der Feder um eine Einknicken an den Löchern zu Vermeiden.

[querys]

Die Federn unter der Schraube verhindern lediglich, dass die Schraube während der Fahrt nicht lose klappert. Würde die Feder eher schwach wählen, dann wird sie im Extremfall zerquetscht und ermöglicht etwas mehr Verschränkungsweg, bevor der Aufbau Schaden nimmt.

Okay, macht Sinn! Was wäre denn eine "eher schwache" Auslegung? Ich kann das überhaupt nicht einschätzen.

[Bummelhenker]

Hallo zusammen,
HV-Schrauben DIN EN 14399-4 (ehem. DIN 6914) wären für mich das Mittel der Wahl. In M16 bis 230 mm Länge möglich...
Gewindestange (welche Festigkeitsklasse ?) würde ich nicht verwenden, die Kerbbruchgefahr ist nicht zu unterschätzen.

[querys]

Hallo zusammen,
HV-Schrauben DIN EN 14399-4 (ehem. DIN 6914) wären für mich das Mittel der Wahl. In M16 bis 230 mm Länge möglich...
Gewindestange (welche Festigkeitsklasse ?) würde ich nicht verwenden, die Kerbbruchgefahr ist nicht zu unterschätzen.

Schraube würde die hier nehmen:
Sechskantschraube mit Schaft - DIN 931 10.9 M16 x 270 verzinkt
https://schrauben-expert.de/Sechskantsc ... 0-verzinkt

Gewindestange die hier
Gewindestange DIN 975 - Stahl 12.9 - M16
https://schrauben-expert.de/Gewindestan ... hl-129-M16

[Bad Metall]

Ich würde das vordere Lager am LKW Rahmen nach unten setzen, da zu wenig Luft zum verschränken ist....
Wenn Du hinten das hintere Rad anhebst, stehen die beiden Federböcke gleich auf Kontakt und der Längsträger drückt Dir gegen die senkrechte Anschraubplatte der untere Konsole

Bernd

[querys]

Ich würde das vordere Lager am LKW Rahmen nach unten setzen, da zu wenig Luft zum verschränken ist....
Wenn Du hinten das hintere Rad anhebst, stehen die beiden Federböcke gleich auf Kontakt und der Längsträger drückt Dir gegen die senkrechte Anschraubplatte der untere Konsole

Das macht Sinn. Ich hoffe, dass ich das noch ändern kann.
Aber eventuell lässt es sich neu bauen ohne neue Bohrlöcher im Rahmen zu brauchen. Da hat der Feuerwehraufbauer leider ziemlich rücksichtslos gewütet.

[Ulf H]

... sowohl am Hano als auch am Deutz haben sich Federn bewährt, welche ich mit vollem Körpergewicht zusammendruecken kann ... am Hano Ventilfedern vom OM 352 weil sie rumlagen, am Deutz Federn vom Vorderrad eines Ostmotorrades wahrscheinlich Simson oder MZ ...

Gruss Ulf

[felix]

Moin,

würde wegen der Schraubengüte keinen großen Film fahren: diese Verschraubung wird ja im normalen Betrieb nicht belastet und daher ist nicht mit Ermüdungseffekten zu rechnen ist.

Federnauswahl: habe schon öfter gelesen, dass Motorrad-Gabelfedern verwendet werden.

MLG
Felix

[querys]

Motorrad Federn sind ja eher schwächlich.
Mal sehen was ich da finde, aber 2000N dürfte dann zu viel sein, eher die Hälfte.

Wieviel würdet ihr denn an Abstand empfehlen?
Könnte ohne große Neukonstruktion wohl im 5cm absenken,
Dann würde ich einfach in der Konsole neu bohren.

Anbei ein Bild von den Löchern die sich unter dem Lager verbergen. Da hat der Feuerwehraufbauer ganze Arbeit geleistet.

Ich denke 5cm tiefer sieht dann so aus ungefähr

Und letzte Frage, müssen die nächsten Lager auch tiefer?
Sind ca 2m hinter dem vordersten.

[querys]

Danke für euren Input.

Also Motorrad hat Federrate ca 9 N/mm. Das passt auch "kann ich mit vollem Körpereinsatz zusammendrücken". Denn es resultiert daraus eine Federkraft von ca. 850N bei L1.
Diese Feder habe ich jetzt ausgesucht:
https://www.febrotec.de/de-DE/druckfede ... n/0d13620/

Ich würde die jeweils unten und oben verbauen zusammen mit einer 270mm langen Schaftschraube, sowie vier Unterlegscheiben Außendurchmesser 56mm Dicke 5mm.
Alle 8 Lagerstellen wären dann identisch.

[Gregorix]

Hallo, einen Vorschlag, oder Tipp:
Wenn du 4 Lager je Seite hast, dann wird das Festlager am Ramenende, das dritte Lager im Bereich des vorderen Federgehänges der Hinterachse das 2 Lager etwa in Rahmenmitte und das erste irgendwo hinter dem hinteren Federgehänge der Vorderachse liegen.
Ich habe das dritte Lager noch direkt verschraubt (nur mit 6 Tellerfedern. Das erhöht die Fahrstabilität auf Straße und Piste extrem, ohne den Aufbau nennenswert zu belasten, weil die Hinterachse den Aufbau viel besser stabilisieren kann.
Hintergrund: im Bereich der Hinterachse verwindet der Rahmen durch Verschränkung nur minimal. Allerdings bringt der Aufbau seitliche dynamische Momente in das Rahmenende ein, welches sich dadurch verwindet und der Aufbau seitliche schwankt. Dadurch, dass das dritte Lager noch ohne nennenswerten Bewegungsraum verbaut ist, kann sich der Fahrzeug Rahmen nicht mehr verwinden und die Federung der Hinterachse stabilisiert den Aufbau. Die Tellerfedern dämpfen nur die Last Spitzen, erlauben aber nahezu keine Bewegung.
Nach vorne hin werden die Schrauben dann länger ( z.B: 10cm im 2 und 20cm im ersten Lager)
Im 3.Lager ist es daher dann auch nicht notwendig, den Lagerbock nach unten zu setzen, da dort noch keine Verkippung zwischen Fahrzeug Rahmen und Hilfsrahmen Auftritt.

Das ist meine Erfahrung, bei mir bewährt sich das und mein Auto ist erheblich fahrstabiler als viele andere Reisemobile, die ich gesehen habe. (Habe aber auch einen stabilen Koffer).

[querys]

Guter Hinweis mit dem Lager.
Es sind, so gesehen, dann 5 Lager pro Seite.
4x Lager pro Seite für eine potentielle Federlagerung (da kann man natürlich auch nach belieben Schrauben reinstecken).
1x Lager pro Seite fest verschweißt/verschraubt mit dem Fahrgestell.

Lager 1 und Lager 2 sind die "originalen" Lager vom Feuerwehraufbau.

Lager 1 kann ich 4-5cm tiefer setzen, indem ich die Lager etwas seitlich einkürze und die drei Löcher neu Bohre. Am Fahrzeugrahmen bleibt dann alles unverändert
Lager 2 hat die selbe Konstruktion wie Lager 1, kann man auch etwas tiefer setzen, ist nur Aufwand das rauszubekommen, da die Schrauben/Muttern nicht zugänglich sind.

Lager 3/Lager 4 sind von der Werkstatt hinzugekommen, die den Koffer aufgesetzt hat. Das sind "klassische" Schwalben. Da die sowieso weiter hinten sind und sehr wenig auftragen, halte ich da das Abstützen des kippenden Aufbaus für marginal/vernachlässigbar.

Der Einfachheit halber würde ich bei Lager 1/2/3 überall die selbe Federkonstruktion/Schraubenlänge wählen. Lager 4 würde ich dann als "Pseudo"-Festlager mit 10 Tellerfedern á 2mm ausführen.

[Bad Metall]

Die Hauptlast bei Verschränkung trägt das vordere Federlager. Wir konstruieren diese meisten als Doppellager. Die weitere Federlänge nach hinten wird entsprechen der Verschränkung und Länge kürzer angepasst, was Federlänge und Schraublänge
betrifft. Abschliesend wird verschränkt und der Endpunkt und Anschlagpunkt der Schrauben wird nach dem vorderen maimalen Anschlag nachgestellt, damit die Lastspitzen auf alle Schwalben und Schrauben gleichmäßig verteilt wird.
Die Belastung auf Konsolen und Schalben und Schrauben wird somit gleichmäßiger auf die ganze Länge verteilt .

Bernd

[querys]

Danke Bernd!
Mal abwarten was so passiert.
Hab jetzt soweit alles bestellt, mal sehen wann die Sachen da sind und wieder Zeit dafür ist.

[flyfree]

Nur noch ein Hinweis (siehe auch meinen Baubericht #42):

Die Blocklänge deiner Federn beträgt ca. 8cm. Um einen Federweg von 20cm zu erreichen, muss die Gewindestange ca. 40cm lang sein (20cm + 8cm + 8cm + 4cm (Muttern und Unterlegscheibe)).

Querys, der Federweg ist bei dir mit dem jetzigen Setup mechanisch auf 8cm begrenzt.

[querys]

Querys, der Federweg ist bei dir mit dem jetzigen Setup mechanisch auf 8cm begrenzt.

Hab ich da nen Denkfehler? Ich wollte oben und unten jeweil eine Feder einbauen. Damit müsste sich der Federweg doch verdoppeln?
27cm lange Schraube
~4cm Abstand Schwalbe Zwischenrahmen/LKW Rahmen
Feder unten 10cm
Feder oben 10cm

[Gregorix]

Feder oben oder unten ist egal...der Federweg entspricht aber nicht der Federlänge.
Eine Feder mit 10cm Länge hat je nach Materialstärke vielleicht nur 4 cm Federweg. Deine Schraube ist nach Federlänge bemessen. Bedeutet du hast Platz für 2 jeweils 10 cm lange Federn...ergibt also einen Gesamtfederweg von z.B. 2x4 cm...

(Federweg ist die Differenz von unbelasteter Federlänge zur Block Länge (Länge der belasteten Feder, wenn alle Windungen ohne Spalt aufeinander liegen)

[querys]

Feder oben oder unten ist egal...der Federweg entspricht aber nicht der Federlänge.
Eine Feder mit 10cm Länge hat je nach Materialstärke vielleicht nur 4 cm Federweg. Deine Schraube ist nach Federlänge bemessen. Bedeutet du hast Platz für 2 jeweils 10 cm lange Federn...ergibt also einen Gesamtfederweg von z.B. 2x4 cm...

(Federweg ist die Differenz von unbelasteter Federlänge zur Block Länge (Länge der belasteten Feder, wenn alle Windungen ohne Spalt aufeinander liegen)

Ah okay. weiß ich bescheid.
Wenns nicht passt, kann man ja zum Glück recht preiswert nochmal was anderes probieren.

[Pirx]

Die Vorspannung der Federn nicht vergessen. Damit reduziert sich der tatsächlich mögliche Federweg noch einmal.

Pirx

[Gregorix]

Eins noch:
Wenn du alle Schrauben gleich lange machst, könntest du alle Zwischenlager auch weglassen. Die hätten dann nämlich keine Funktion.
Das erste Lager würde alle Kraft aufnehmen, wenn es auf Anschlag geht, während die anderen noch lose hängen würden.
Damit alle Lager wirksam sind und Kraft aufnehmen, müssen die Schraubenlängen entsprechend abgestuft werden (von hinten nach vorne) ungefähr im Verhältnis zur Position. Also das Lager in der Mitte sollte etwa den halben Federweg des 1 Lagers haben.
(Muss nicht sehr genau sein, aber ungefähr so kann man das abschätzen)
Wobei die Mitte zwischen vordersten "fest" verschraubten und dem ersten Lager gemeint ist.

[querys]

Top.
Dann tüftel ich mal. Denke ich habe soweit alles Material da, außer für das 1. Lager, da muss ggf. dann was längeres her.
Für die weiter hinten liegenden Lager kann man ja statt 2 Federn nur eine einbauen (z.b.).
Die Vorspannung hatte ich ausnahmsweise mal bedacht, dass die Federn auf Block liegen natürlich nicht. Also ggf. beim vordersten Lager die Schraube was länger.
Dann würde ich
Lager 1: 3 Federn
Lager 2: 2 Federn
Lager 3: 1 Feder
Lager 4: Tellerfedern
Lager 5: Festlager

[Ulf H]

... bei 3 Federn sitzen mindestens 2 direkt aufeinander ... das geht nicht lange gut, da braucht es mindestens eine Unterlagscheibe dazwischen, dass die sich nicht ineinander verhaken ...

Ansonsten passts im Prinzip schon ... wichtig sind 15 cm Federweg am losesten Lager ...

Gruss Ulf

[felix]

Ich habe das dritte Lager noch direkt verschraubt (nur mit 6 Tellerfedern. Das erhöht die Fahrstabilität auf Straße und Piste extrem, ohne den Aufbau nennenswert zu belasten, weil die Hinterachse den Aufbau viel besser stabilisieren kann.
Hintergrund: im Bereich der Hinterachse verwindet der Rahmen durch Verschränkung nur minimal. Allerdings bringt der Aufbau seitliche dynamische Momente in das Rahmenende ein, welches sich dadurch verwindet und der Aufbau seitliche schwankt. Dadurch, dass das dritte Lager noch ohne nennenswerten Bewegungsraum verbaut ist, kann sich der Fahrzeug Rahmen nicht mehr verwinden und die Federung der Hinterachse stabilisiert den Aufbau. Die Tellerfedern dämpfen nur die Last Spitzen, erlauben aber nahezu keine Bewegung.
Nach vorne hin werden die Schrauben dann länger ( z.B: 10cm im 2 und 20cm im ersten Lager)
Im 3.Lager ist es daher dann auch nicht notwendig, den Lagerbock nach unten zu setzen, da dort noch keine Verkippung zwischen Fahrzeug Rahmen und Hilfsrahmen Auftritt.

Hallo,

ich möchte Gregorix Vorschlag noch einmal betonen: Es ergibt Sinn, das der Hinterachse am nächsten stehende Lager mit auf das Nötigste begrenztem Federweg und Tellerferden so auszuführen, dass es analog zum Festlager Kräfte übertragen kann. Dann schwankt der Koffer nicht unnötig im hinter der Achse überstehenden Rahmenende. Bring optimales oder zumindest signifikant besseres Fahrverhalten in Kurven und bei Lastwechseln. Voraussetzung: Die Bodengruppe/Hilfsrahmen vom Aufbau kann die Kräfte vertragen.

Warum Tellerfeder: Tellerfedern werden bei Überlastung zu einem Stapel Unterlegscheiben und können Kräfte übertagen. Sprialfedern werden bei Überlastung zwerquetscht und sind danach defekt.

MlG
Felix

[querys]

Danke Felix für die Bekräftigung.
Ich habe jetzt 50 Tellerfedern mit 1,75mm. Da kann ich ein paar stapeln. Wollte mit einer 55mm langen Schraube probieren.

[felix]

Hallo,

den korrekten Federweg kann ich von hier nicht ermitteln. Das Lager verträgt es, wenn die Teller auf Block gehen und der ganze Koffer an dem Lager hängt?

Gruß
Felix

[querys]

den korrekten Federweg kann ich von hier nicht ermitteln. Das Lager verträgt es, wenn die Teller auf Block gehen und der ganze Koffer an dem Lager hängt?

Ob wirklich, weiß ich natürlich am Ende auch nicht. Rein vom optischen her, würde ich sagen "ja müsste". Das Lager ist so ausgeführt, wie auf dem Foto hier, nur eben weiter hinten:
download/file.php?id=153482&mode=view

[querys]

Also rein von der Theorie her, muss ich die Federn ja nicht auf die Länge F1 komprimieren.
Ich könnte jetzt umsetzen:
Lager 1: 4 Federn
Lager 2: 3 Federn
Lager 3: 2 Federn
Lager 4: Tellerfeder
Lager 5: Festlager

bzw. Alternativ:
Lager 1: 3 Federn
Lager 2: 2 Federn
Lager 3: 1 Federn
Lager 4: Tellerfeder
Lager 5: Festlager

Muss ich jetzt nur mal über die Schraubenlänge nachdenken. Bei Schrauben mit Schaft, ist ja dann leider nach rund 57mm Ende mit Gewinde.
Zusätzlich schwierig ist, dass die Schrauben in 8.8 wohl bei 440mm enden. Wird dann wohl zumindest vorn doch auf eine Gewindestange hinauslaufen