A LAPRUGÓK TÍPUSAI

Hagyományos laprugók (többlapos rugók vagy trapézrugók)
 

A hagyományos laprugók több, egymásra helyezett acéllapból állnak, amelyek hossza fokozatosan rövidül lefelé. A felső, úgynevezett főlap tartalmazza a rugószemeket (ha vannak rajta ruguószemek), amelyek az alvázhoz kapcsolódnak, míg az alsó lapok a középpont felé keskenyednek.

​

Fő jellemzők:

• robusztus, bevált konstrukció,

• nagy teherbírás és erős kialakítás,

• gyakran alkalmazzák építőipari teherautókban, pótkocsikban és pickupokban,

• alacsony gyártási költség,

• lineáris rugókarakterisztika.

• ​

Előnyök:

• kiváló tartósság és egyszerűség,

• könnyen javítható, egyes lapok külön is cserélhetők.

• ​

Hátrányok:

• nagyobb tömeg a modernebb megoldásokhoz képest,

• kevésbé kényelmes rugózás az egymás közötti súrlódás miatt.

​

​

Parabolarugók
​

A parabolarugó a hagyományos többlapos rugók modern továbbfejlesztése, amely az alacsonyabb tömeg, a jobb menetkomfort és a tartósság optimális egyensúlyát kínálja.
A parabola-rugó alapgondolata a lap teljes hosszában változó keresztmetszet: a lap vastagsága a hossza mentén parabolikus elvékonyodást követ.

​

​Miért hatékony ez a megoldás?

​

A hagyományos rugóknál (állandó vastagsággal) a hajlítófeszültség bizonyos zónákban koncentrálódik — különösen a magcsavar környékén és a rugószemeknél. Ez kiemelt feszültségi pontokat hoz létre, és hosszú távon fáradásos repedésekhez majd törésekhez vezethet.

A parabolarugó ezzel szemben fokozatosan vékonyodik a középtől a végek felé, ami a következő pozitív tulajdonságokat eredményezi:

• az egyenletesebb feszültségeloszlás a teljes hosszban,

• az alacsonyabb feszültség-koncentráció a kritikus pontokon,

• hosszabb élettartam kevesebb rugólappal is.

Ez a kialakítás a „megfelelő mennyiségű anyag a megfelelő helyen” elvét követi: több anyag ott, ahol a hajlítónyomaték a legnagyobb, kevesebb ott, ahol kisebb.
 

A parabolikus profil lehetővé teszi a rugó merevségének pontos szabályozását minden ponton.

• Vastagabb középrész = merevebb mag a terhelés viselésére.

• Vékonyabb végek = rugalmasabb zónák az ütés- és rezgéscsillapításhoz.

Ez a szabályozott merevség progresszív rugókarakterisztikát eredményez:

• könnyű terhelésnél puhább rugózás → nagyobb komfort,

• nagy terhelésnél merevebb rugózás → stabilabb kezelhetőség.

 

A hagyományos többlapos rugók teljes felületen egymásra fekvő lapokat használnak, ami:

• lapok közötto súrlódást okoz (energiaveszteség, hőtermelés),

• nyikorgó zajokhoz vezethet,

• rendszeres kenést vagy betéteket igényel.
   

A parabolarugók ezzel szemben jellemzően:

• 1–5 lapból állnak és csak kis felületen támasztódnak egymáshoz a hagyományos laprugókkal szemben

• jelentősen kevesebb súrlódással és kisebb tömeggel bírnak,

• kényelmesebb rugózást és alacsonyabb zajszintet biztosítanak.

 

A parabolikus profil ugyanazt a rugómerevséget akár 30%-kal kisebb tömeggel biztosítja, mivel:

• ott vékonyabb a rugólap, ahol nincs szerkezeti szerepe,

• a rugót a terhelési karakterisztikához optimalizálják, nem az egyszerű gyártáshoz.

Egy tipikus parabolarugó legfeljebb 5 (ritkán 6) külön-külön hengerelt lapból áll, szemben egy hagyományos 5–15 lapos rugóköteggel. Sok esetben pedig egyetlen parabola-lap is elegendő, pl. könnyű haszonjárművek hátsó tengelyén vagy akár kamionok első tengelyén.
 

A kisebb tömeg és súrlódás miatt a parabolarugók gyorsabban reagálnak a dinamikus hatásokra:

• hatékonyabb energiaelnyelés,

• jobb felfüggesztés (artikuláció),

• alacsonyabb rugózatlan tömeg, ami javítja a jármű irányíthatóságát.

Ez különösen előnyös a következőknél:

• könnyű haszonjárművek (transzporterek)

• pickupok

• vegyes közúti/terep használatra tervezett utánfutók.

Fő előny: a parabolarugók legnagyobb erőssége a súlycsökkentés: azonos rugómerevség mellett akár 30%-kal könnyebbek a hagyományos többlapos megoldásoknál.
 

Előnyök:

​

• jobb menetkomfort és irányíthatóság,

• kisebb rugózatlan tömeg és alacsonyabb zaj,

• kevesebb alkatrész, egyszerűbb felépítés.
   

Hátrányok:

​

• nem ideálisak szélsőséges túlterhelési körülmények között,

• általában drágábbak a hagyományos rugóknál.

A parabolarugó tehát egyensúlyt teremt a teherbírás és a kényelem között, így ideális könnyű- és közepes teherbírású járművekhez.

​

​​

Z-rugók (légrugót tartó laprugók)

​

A Z-rugók a parabolarugó egyik speciális változatát jelentik. Általában egyetlen (maximum két) lapból állnak, amely oldalnézetből jellegzetes „Z” alakot mutat. A rugó közepe vastagabb, a végei vékonyabbak, tehát a vastagság itt is parabolikus profilt követ. Geometriáját úgy alakítják ki, hogy csökkentse az oldalirányú erőket, és pontosabb tengelybeállítást biztosítson. A Z-rugókat jellemzően légrugós rendszerekkel kombinálva használják.

​

Fő jellemzők: ​

• könnyű és kompakt kialakítás,

• speciális tengelykonfigurációkra optimalizált geometria,

• gyakori pótkocsik felfüggesztéseiben és egyes európai haszonjárművekben.
   

Előnyök:

• helytakarékos elrendezés,

• javított iránytartás és tengelyvezetés,

• egyszerűbb gyártás és összeszerelés.
   

Hátrányok:

• kevésbé elterjedt, nehezebben pótolható,

• szűk körű felhasználás, csak speciális alkalmazásokban,

• a legdrágább laprugótípus a gyártás szempontjából.
   

Laprugók rugószemmel vagy anélkül 

 

Nem minden laprugó készül egyformán. Az egyik legfontosabb különbség, hogy tartalmaz-e rugószemet vagy sem.
A rugószem a laprugó végén kialakított köralakú rész, amely lehetővé teszi a közvetlen kapcsolódást az alvázhoz. Ugyanakkor sok nehéz-teherautó alkalmazásban — különösen több hátsó tengellyel szerelt járműveknél — a laprugók egyáltalán nem rendelkeznek rugószemmel.

 

Mi az a rugószem?

 

A rugószem a laprugó körkörös vége. Általában szilentet tartalmaz, amely lehetővé teszi a rugó csavaros rögzítését az alvázhoz, merev konzolon vagy rugóhimbán keresztül. A rugószem létfontosságú a rugó megfelelő kapcsolódása és mozgása szempontjából terhelés alatt.

 

Mikor van a laprugón rugószem?
 

A laprugók rugószemmel készülnek, ha azok a felfüggesztés és az alváz közötti fő szerkezeti kapcsolatot biztosítják. Tipikus esetek:

• rugóköteg főlapja: többlapos rendszereknél a felső, főlap mindkét végén rugószemet tartalmaz,

• egylapos (mono-leaf) rugók: főként könnyűjárművekben és modern hátsó felfüggesztésekben, ezek mindig tartalmaznak rugószemet,

• első tengely laprugói: mivel mindkét végük közvetlenül az alvázhoz csatlakozik, a rugószem elengedhetetlen.

​​

Mikor nincs a laprugón rugószem?
 

Vannak olyan rugók, amelyeket tudatosan rugószem nélkül terveznek. Jellemző esetek:

• Hátsó tengely rugói ikertengelyes (tandem) teherautókon:
  A nagy teherbírású járművek dupla hátsó tengellyel olyan laprugót használnak, amely a két tengely között helyezkedik el, és nem csatlakozik közvetlenül az alvázhoz.
  Ezeket kapcsolórugóknak vagy billegő rugóknak nevezik. Jellemzőik:

  • nincs rugószemük,

  • mindkét végük lengőkonzolhoz vagy kiegyenlítő rúdhoz kapcsolódik,

  • középen a hátsó tengelyházhoz rögzítik őket,

  • feladatuk a két tengely közötti terhelés kiegyenlítése.

Ezek a rugók tehát terheléskiegyenlítő elemként működnek, és mivel nem közvetlenül az alvázhoz kapcsolódnak, nincs szükségük rugószemre.

• Segédrugók vagy túlterhelés-elleni rugók:
  Ezek kiegészítő rugók, amelyeket nagy terhelésnél alkalmaznak a főrugó támogatására. Többnyire a fő rugóköteg fölött helyezkednek el, és csak szükség esetén lépnek működésbe. Mivel nem kapcsolódnak közvetlenül az alvázhoz, nem igényelnek rugószemet.
   

A rugólap vég visszahajtás szerepe a laprugó biztonságában
 

A laprugók a haszonjárművek, teherautók, pótkocsik és pickupok egyik legrobosztusabb és legbeváltabb felfüggesztési elemei. Ugyanakkor még a legellenállóbb főlap is eltörhet idővel, különösen a rugószem közelében — ez a rugó legnagyobb igénybevételnek kitett és legsebezhetőbb pontja.
A kritikus meghibásodás kockázatának csökkentésére sok laprugó konstrukció többnyire tartalmaz rugólap vég visszahajtást — egy egyszerű, de rendkívül hatékony biztonsági megoldást.

​

Mi a rugólapvég-visszahajtás?
 

A rugólapvég-visszahajtás jellemzően a második vagy harmadik lap végének visszahajtása a többlapos rugókötegben. Eltérően a szokásos támasztó lapoktól, ez a lap meghosszabbodik, és körülöleli a főlap rugószemét. Nem csatlakozik közvetlenül az alvázhoz, és nem képez saját szemet, hanem átfedi a főlap szemkörnyékét, mechanikai tartalékot biztosítva törés esetére.

​

Hogyan működik a főlap törésekor?
 

A laprugó legveszélyesebb meghibásodási módja, amikor a főlap eltörik a tengely és az első rugószem között. Ez a következőket okozhatja:

• a tengely hátrafelé vagy oldalirányba csúszhat,

•  a futómű elállítódhat, a jármű irányíthatatlanná válhat,

• a feszültségeloszlás felborul, megnő a másik rugó törésének kockázata,

·        szélsőséges esetben a tengely akár leeshet az alvázról.

Ebben a helyzetben a rugólapvég-visszahajtás a rugószem környékét helyben tartja, másodlagos kapcsolódási pontként működve. Ez megakadályozza a tengely leválását vagy elmozdulását, és lehetővé teszi a járművezető számára, hogy biztonságosan megálljon a felfüggesztés teljes összeomlása nélkül.

Rugólapvég-visszahajtás nélkül a rugózás megszűnhet, a jármű irányíthatatlanná válhat — különösen nagy terhelésnél vagy nagy sebességnél.

​

Hol használják a rugólapvég-visszahajtást?
 

Elterjedten megtalálható:

• teherautók, pickupok és furgonok első- vagy hátsó tengelyének rugóin,

•  minden olyan felfüggesztésben, ahol a biztonság kritikus és tartalék-megoldásra van szükség.

A közhiedelemmel ellentétben a rugólapvég-visszahajtás nem csak a hagyományos többlapos rugókra jellemző. Alkalmazzák:

• parabolarugóknál,

• Z-rugóknál,

• minden olyan rugótípusnál, ahol a főlap törése a jármű biztonságát veszélyeztetné.

A rugólapvég-visszahajtás tehát a tervezési céloktól függ, nem a rugótípustól. A gyártók gyakran a biztonsági előírások vagy ügyféligények teljesítése érdekében alkalmazzák.

​

Mindig van rugólapvég-visszahajtás a rugóban?
​

Nem. Nem minden laprugó tartalmaz ilyen biztonsági megoldást.
Könnyű járműveknél, olcsóbb konstrukcióknál vagy alternatív biztonsági rendszerekkel ellátott járműveknél gyakran elhagyják. Ugyanakkor a legtöbb nehéz haszonjárműnél, nagy terhelés és hosszú távú üzemelés mellett a rugólapvég-visszahajtás erősen ajánlott, sokszor kötelező biztonsági elem.

 

Egylépcsős (egyrátás) és kétlépcsős (kétrátás) laprugók, valamint a segédrugók szerepe
 

A laprugók egyszerűségük és nagy teherbírásuk miatt széles körben alkalmazottak teherautókban, furgonokban, pickupokban, pótkocsikban és terepjáró munkagépekben. Nem minden laprugó viselkedik azonban egyformán eltérő terhelésnél.
A rugó reakciója attól függ, hogy egylépcsős, kétlépcsős vagy segédrugókkal kiegészített rendszerről van szó.
Mindegyik megoldás arra törekszik, hogy egyensúlyt teremtsen a menetkomfortot és teherbírás között. A különbségek megértése segít a flottakezelőknek és járműtulajdonosoknak a megfelelő felfüggesztés kiválasztásában.

​

Mi az egylépcsős laprugó?
​

Az egylépcsős (single-rate) laprugó folyamatos terhelés–süllyedés görbével rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy:

• minden lap folyamatosan érintkezik egymással,

• minden lap együtt dolgozik kis és nagy terhelésnél is,

• a rugó merevsége (rugóráta) állandó a teljes mozgástartományban.

Előnyök:

• simább rugózás üresen vagy kis terhelésnél,

• egyenletesebb feszültségeloszlás,

• egyszerű és jól kiszámítható működés.

Hátrányok:

• korlátozottan képes kezelni a nagyon nagy terhelést komfortvesztés nélkül,

• nem ideális olyan járművekhez, amelyek gyakran váltogatják az üres és a teljesen terhelt állapotot.

Az egylépcsős rugók tipikusan könnyű haszonjárművekben vagy személyszállító furgonokban fordulnak elő, ahol a terhelési körülmények viszonylag állandóak.

​

Mi a kétlépcsős laprugó?
 

A kétlépcsős (dual-rate) laprugót úgy tervezték, hogy egyszerre tudjon kis és nagy terhelésnél is megfelelően működni, két külön lapcsoport segítségével:

• az alaprugóköteg (főfokozat) tartja a járművet normál vagy könnyű terhelés mellett,

• a másodlagos lapok (túlterhelési lapok) csak akkor lépnek működésbe, amikor a terhelés egy adott szintet meghalad.

Ez progresszív rugókarakterisztikát hoz létre:

• kis terhelésnél puhább rugózás → nagyobb komfort,

• nagy terhelésnél merevebb rugózás → nagyobb stabilitás és teherbírás.

Előnyök:

• kiválóan alkalmas változó terhelésű járművekhez,

• elkerüli az üres jármű pattogós rugózását, de biztosítja a stabilitást rakománnyal,

• jobb védelem az ütközésig történő berugózás (bottoming out) ellen.

Hátrányok:

• bonyolultabb rugókialakítás,

• a fő- és a segédlapok között egyenetlen kopás léphet fel.

A kétlépcsős rugók széles körben használatosak közepes és nehéz teherautókban, futárfurgonokban, haszonjárművekben.

​

Mik a segédrugók?
​

A segédrugók a fő laprugó-rendszert támogató kiegészítő rugóelemek. Lehetnek:

• további laprugók (a fő rugóköteg felett vagy alatt),

• kiegészítő spirálrugók,

• gumi- vagy légrugók, amelyek csak nagy terhelésnél lépnek működésbe.

A segédrugók normál körülmények között inaktívak. Csak akkor kapcsolódnak be, amikor a főrugó bizonyos mértéken túl összenyomódik, és extra támaszt adnak a besüllyedés vagy ütközés elkerülésére.

Alkalmazásuk:

• utólagos felszerelés olyan járművekre, amelyeknél időnként előfordul túlterhelés,

• gyakori pickupoknál, furgonoknál, pótkocsiknál,

• hasznos, ha ideiglenesen plusz teher vagy vontatmány kerül a járműre.

Előnyök:

• költséghatékony módja a teherbírás növelésének,

• rugalmasság: kényelmes üresen, erős terhelten,

• nincs szükség a teljes rugócsomag cseréjére.
   

Összegzés ​
 

Az egylépcsős, a kétlépcsős és a segédrugós rendszerek közötti különbség abban rejlik, hogyan reagál a felfüggesztés a változó terhelésre.

• Az egylépcsős rugók egyszerűek és kényelmesek stabil terhelés mellett.

• A kétlépcsős rugók rugalmasságot kínálnak vegyes felhasználásra.

• A segédrugók pedig extra támaszt nyújtanak szükség esetén, anélkül hogy a fő rugót ki kellene cserélni.

 

Kapcsolódó témák:
 

• Előző: A laprugós felfüggesztési rendszerek alapjai

• Következő: A laprugózás működése - terhelés-süllyedés görbe, rugóráta és hiszterézis a laprugóknál

• Felfedezés: Laprugóvásárlási útmutató