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Federungseinrichtung mit veränderlicher Charakteristik
Gegenstand der Erfindung ist eine Federungsvorrichtung mit veränderlicher Charakteristik, insbeson- dere für die Radabfederung eines Kraftfahrzeuges, bei der wenigstens je ein Federelement in mindestens einem schwenkbaren Abstützkörper zwischen zwei gegenseitig geführten Federtellern desselben angeord- net ist, wobei ein Federteller am abgefederten Teil (Fahrzeugrahmen, Fahrzeugaufbau) und der andere
Federteller auf dem am abgefederten Teil verschwenkbar angelenkten unabgefederten Teil abgestützt sind und bei der durch willkürliche und/oder selbsttätige Verschwenkung des Abstützkörpers die wirksame
Federcharakteristik der Vorrichtung veränderbar ist.
Die bisherigen Federungseinrichtungen für Fahrzeuge haben den Nachteil, dass bei ihrer Durchfederung die Federspannung erheblich anwächst, wodurch Schwingungen hoher Eigenfrequenz hervorgerufen werden, zu deren Schwächung starke Dämpfer erforderlich sind. Ein weiterer Nachteil ist, dass das Mass der Durchfederung und somit auch die Höhe les Fahrzeuges über der Fahrbahn proportional oder wenigstens stark abhängig von der Belastung des Fahrzeuges ist.
In neuerer Zeit wurden zwar verschiedene pneumatische, hydraulisch pneumatische und elektromechanische Federungseinrichtungen ausgebildet, diese beseitigen jedoch die erwähnten zwei Nachteile nur unvollkommen und auf Kosten grosser Kompli- ziertheit, Kostspieligkeit und Störanfälligkeit (Entweichen der Luft und der Flüssigkeit infolge sehr hoher Arbeitsdrücke und Undichtheiten u. ähnl.). Verhältnismässig die besten Bedingungen zur Beseitigung beider Nachteile bietet die in letzter Zeit ausgebildete Federungseinrichtung mit manuell und automatisch gesteuerter Änderung der Federungscharakteristik, die zur Verweichung und auch Einstellung der Federungshärte verschwenkbare, federnde oder starre Abstützkörper anwendet, die mit einem Ende z.
B. in Schwinghalbachsen schwenkbar verankert sind und mit dem andern, freien, mit einer Rolle oder Wiege versehenem Ende an bogenförmigen, z. B. am Fahrzeugrahmen angeordneten Führungsbahnen umstellbar abgestützt sind. Durch Änderung des Ausschlages des Abstützkörpers ändert sich dann die Entfernung der Abstützstelle an der Führungsbahn von der Anschlussgelenkachse der Halbachse, wodurch sich das Drehmoment der Federspannung auf die Halbachse und somit auch der Härtegrad der Federung ändert.
Einzige Unvollkommenheit ist hier der Bedarf der Anordnung von bogenförmigen Führungsbahnen und der sich an diesen abwälzenden Abstützrollen oder Abstützwiegen, die einen bestimmten Mehraufwand an Herstellungskosten und ein Mehrgewicht erfordern.
Die angeführten Mängel beseitigen die Federungseinrichtung nach der Erfindung dadurch, dass jeder Federteller mittels Bolzen, Zapfen od. dgl. am abgefederten bzw. unabgefederten Teil der Federungsvorrichtung schwenkbar abgestützt gelagert ist, wobei mindestens ein Federteller des Abstützkörpers über seinen Abstützpunkt nach der der Feder abgekehrten Seite hinausragt, so dass durch willkürliche und/oder selbsttätige Verschwenkung des Abstützkörpers um seinen äusseren Abstützpunkt das Federdrehmoment bezüglich des Anlenkpunktes des abgefederten Teiles am unabgefederten Teil veränderbar ist.
Wie bei den letztangeführten bekannten Einrichtungen ändert sich hiebei durch Änderung des Ausschlages des Abstützkörpers die senkrechte Entfernung der Wirkungsachse der Feder von der Anschlussgelenkachse der Halbachse oder des Lenkers, wodurch sich das Drehmoment der Federspannung auf die Halbachse oder den Lenker und somit auch der Härtegrad der Federung ändert. Die Änderung des Ausschlages des Abstützkörpers kann entweder selbsttätig oder gesteuert vor sich gehen. Die selbsttätige Änderung des Ausschlages bei frei schwenkbarem Abstützkörper geht bei jedem Federungshub vor sich und hat eine zweckmässi-
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ge Umformung bzw. Abflachung des wirksamen Teiles der Grundcharakteristik der Feder und somit die angestrebte Verweichung der Federung zur Folge.
Wird jedoch der schwenkbare Abstützkörper mittels einer Einstellvorrichtung festgehalten und der Ausschlag des Abstützkörpers nur zeitweise (bei Änderung der Fahrzeugbelastung), sei es durch Muskel-oder durch Motorkraft, willkürlich oder automatisch unab- hängig von den Federungshüben geändert, so hat dies die zweckmässige Bildung neuer, nicht umgeform- ter, jedoch im ganzen Verlauf steileren oder weniger steilen Grundcharakteristiken, somit die angestreb- te grössere oder. kleinere der jeweiligen Fahrzeugbelastung angepasste Federungshärte zur Folge.
Der grundsätzliche Unterschied gegenüber den letztangeführten bekannten Einrichtungen beruht darin, dass die bogenförmige Führungsbahn und die sich an ihr abwälzenden Abstützrollen oder Abstützwiegen überhaupt wegfallen und statt ihnen lediglich ein fester Halter mit Lageraugen angeordnet ist, in denen Führungs- zapfen des bügelförmigen äusseren Flansches des freien Endes des federnden Abstützkörpers drehbar gela- gert sind. Wesentlich ist hier wohl eine richtige Anordnung der erwähnten Lageraugen des Halters bzw. der Führungszapfen des Flansches in bezug zur Mitte des Ankerbolzens, um den der Abstützkörper verschwenkbar ist, bzw. zur Bahn, die diese Mitte beim Durchfedern beschreibt.
Der Abstützkörper stellt sich nämlich selbsttätig oder trachtet sich in jeder Federungslage in die Richtung des Strahles zu stellen, der von der Mitte des Ankerbolzens des Abstützkörpers aus durch die Mitte des Führungszapfens des Flansches hindurchgeht, nachdem in dieser Lage die Feder unter gegebenem Zustande am wenigsten gespannt ist.
Die Führungszapfen des Flansches sind daher beim selbsttätig sich verstellenden Abstützkörper so angeordnet, dass die senkrechte Entfernung des erwähnten Strahles von der festen Schwenkmitte der Halbachse, des Lenkers u. ähnl. bei am meisten entlasteter Feder am grössten ist und sich bei anwachsender Belastung der Feder progressiv verkleinert, und dies so, dass das Produkt des sich vermindernden wirksamen Drehmomentenarmes und der anwachsenden Federspannung einen schwach ansteigenden Verlauf hat, der sich in der Federungscharakteristik im Gebiet der vorausgesetzten grössten Federungsamplituden ak eine schwach ansteigende Linie äussert, die der angestrebten niedrigen Eigenfrequenz der Schwingungen entspricht.
Beim zwangsweise verstellbaren Abstützkörper sind die Führungszapfen des Flansches vorzugsweise so angeordnet, dass sich deren Mitte mit der Mitte des Ankerbolzens des Einstellungs-Abstützkörpers deckt, u. zw. in dem Zustande, in dem sich der Ankerbolzen etwa in der Mitte seiner Federungsbahn befindet, d. h. bei ruhiger Belastung. Dies aus dem Grunde, dass bei dieser Anordnung die durch die Federungsschwingungen periodisch hervorgerufenen und von Seiten der Einstellvorrichtung rufgenomme- nen seitlichen Komponenten der übertragenen FederL. ft minimal bleiben.
Prinzipielle Ausführungsbeispiele dieser verbesserten Federungseinrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 den Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles nur mit selbsttätig verstellbarem Abstützkörper an einer Automobil-Hinterachse in gänzlich entlastetem Zustande, Fig. 2 den Schnitt nach der Geraden A-B in Fig. 1, Fig. 3 den Längsschnitt derselben Ausführung in gänzlich zusammengedrücktem Zustand, Fig. 4 die Ansicht von vorn (in teilweisem Schnitt) eines zweiten Ausfüh - rungsbeispieles mit selbsttätig und mit willkürlich verstellbaren Federelementen für die Vorderräder eines Automobils bei eingestellter härtester Stufe der Federung und bei ruhender Belastung, Fig. 5 die Seitenansicht auf dieselbe Ausführung, teilweise im Schnitt nach der Geraden C-D in Fig. 4.
Fig. 6 den Längsschnitt eines dritten Ausführungsbeispieles auf einer Automobil-Hinterachse bei eingestellter mittelharter Stufe der Federung. und bei ruhiger Belastung, Fig. 7 den Querschnitt nach der Geraden E-F in Fig. 6, Fig. 8 das Funktionsschema des ersten Ausführungsbeispieles, Fig. 9 und 10 das Funktionsschema des zweiten Ausführungsbeispieles, Fig. 11 und 12 das Funktionsschema des dritten Ausführungsbeispieles, Fig. 13 bis 16 den Verlauf des Drehmomentes der Federspannungen.
Die Fig.1, 2, 3 und 8 stellen das erste Ausführungsbeispiel der Federungseinrichtung gemäss der Erfindung für die Hinterräder eines Automobils mit starrer Hinterachse oder mit Schwinghalbachsen, mit Anwendung lediglich des selbsttätig verstellbaren Abstützkörpers, dar, d. h. in einer Anordnung, die einzig zur selbsttätigen Verminderung des Zuwachses des Drehmomentes der Federspannung im Laufe einer jeden Durchfederung und somit zur Verweichung und Verlangsamung der Federungsschwingungen, also nicht zur Einstellung einer grösseren oder kleineren Federungshärte je nach Fahrzeugbelastung und Beschaffenheit der Fahrbahn, bestimmt ist. Die Hinterachse 7" ist mittels Zapfen 62 mit dem Lenker 7 verbunden, der mit Hilfe eines Bolzens 9 und Lagers 57 am Längsträger 46 des Fahrzeugrahmens angelenkt ist.
An demselben Träger 46 ist mittels eines Bolzens 63 ein wiegenförmiger Halter 6 befestigt, dessen beide Seitenarme in ihrem Ende mit Lageraugen versehen sind, in denen Führungszapfen 60 drehbar gelagert sind, die mit den Armen des äusseren bügelförmigen Federtellers 3" einer Schraubenfeder 1 fest verbunden sind. Die Führungszapfen 60 könnten auch mit den Armen des Halters 6 fest verbunden und Ln Lageraugen des äusseren Federtellers drehbar gelagert sein. An dem äusseren Federteller 3" ist ein
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Führungsdorn 61 genietet, der sich teleskopartig in einer axial angeordneten Bohrung des inneren Federtellers 3 bewegt, der mittels eines Ankerbolzens 4 am Lenker 7 schwenkbar angelenkt ist.
Die Funktion der Einrichtung ist schematisch in der Fig. 8 veranschaulicht, wo Punkt g dem Mittelpunkt des Bolzens 9 (der zwecks Vereinfachung als feststehend betrachtet wird), die Punkte c, c,c den Stellungen des beweglichen Mittelpunktes des Ankerbolzens 4 bei gänzlich entlasteter, mlttelbelasteter und gänzlich bela-
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des betreffenden Strahles S vom Punkt g, ab.
Die gegenseitige Lage der Punkte g, z und der Bahn ci-c'-c", die der Mittelpunkt des Ankerbolzens 4 bei der Federung umschreibt, sowie die Grundcharakteristik der Feder 1 sind derart gewählt, dass die fortschreitende Verschwenkung des Strahles S bzw. der Achse des Abstützkörpers 1, 3,3", 61 zwischen den Grenzstellungen Sl -S3 (die durch die Anschläge 53 am Halter 6 bestimmt sind) im dauernden Einklang mit der sich ändernden Zusammendrückung und demzufolge mit der sich ändernden Spannung der Feder 1 im Laufe der Federungsbahn cl bzw.
des Federungshubes h ist, und dies so, dass das Produkt des senkrechten Abstandes der Achse der Feder 1 vom Punkt g und der Spannung der Feder 1 bei der Verschwenkung aus der Stellung 81 in die Stellung Ss einen schwach ansteigenden Verlauf hat, der sich im entsprechenden Diagramm des Verlaufes der Federspannungs-Drehmomente z. B. nach Fig. 13, als eine nach rechts schwach ansteigende Strecke zwischen den vertikalen Geraden K und K äussert.
In Fig. 13 ist diese Strecke nach rechts schwach sinkend gezeichnet, nachdem diese Figur hauptsächlich dem zweiten Ausführungsbeispiel mit selbsttätig und mit will- kürlich verstellbaren Federelementen angehört, wo schon die parallel gepaarte Einstellungs-Charakteri- stik gemäss den Linien M, M%, M3 in Fig. 14 eine übermässige Steigung nach rechts aufweist. Diese Ge-
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Gebietfrequenz der Schwingungen entspricht, könnte durch geeignete Anordnung der Federungseinrichtung auch in eine konkave oder konvexe Kurve (in Fig. 13 punktiert angedeutet) oder in eine aus diesen Kurven und einer Geraden kombinierte Linie umgewandelt werden, je nach der Bauart des Fahrzeuges um den angestrebten günstigsten Verlauf der Verweichung zu erzielen.
Wie aus Fig. 13 ersichtlich, wurde durch Einfluss der Federungseinrichtung nach Fig. 1 - 3, bzw. des selbsttätigen Schwenkens des Abstützkörpers l, 3,3", 61 die ursprünglich im ganzen Bereich ständig annähernd, geradlinig ansteigende Charakteristik in die angestrebte gekröpfte Charakteristik nach der Linie umgewandelt, deren Arbeitsabschnitt in der Richtung zur horizontalen Achse des Diagrammes abgebogen ist, was eben die Verweichung und Verlangsamung der Federungsschwingungen darstellt.
Die Fig. 4, 5,9 und 10 stellen das zweite Ausführungsbeispiel der Federungseinrichtung gemäss der Erfindung für Automobil-Vorderräder mit Parallelogramm-Aufhängung dar, in einer Bauweise, die nicht nur zur selbsttätigen Verminderung des Zuwachses des Federspannungs-Drehmomentes im Laufe einer jeden Durchfederung und somit Verweichung und Verlangsamung der Federungsschwingungen dient, sondern die auch zur manuell oder automatisch gesteuerten Einstellung der Stufe der Federungshärte je nach Belastung des Fahrzeuges und Beschaffenheit der Fahrbahn, bestimmt ist. Die Höhe und die Neigung des Fahrzeugrahmens in bezug auf die Fahrbahn, auch unter verschiedenen Bedingungen, bleiben ungefähr gleich.
Das Vorderrad 4C ist üblicherweise mit Hilfe des Achsschenkels 41, des aufrecht stehenden Bolzens 42, des Haltegliedes 43, der Bolzen 44, der Lenker 59,7, der Bolzen 9a, 9b und der Lager 57a, 57b am Längsträger 46 und Querträger 47 des Fahrzeugrahmens schwingbar aufgehängt. Am Längsträger 46 ist weiter ein Doppelhalter 6a angenietet, dessen drei Arme mit vier Lageraugen für die Lagerung von zwei Führungszapfen 60 des äusseren, bügelförmigen, zum selbsttätig verstellbaren Abstützkörper gehörenden Federteller 3", und von zwei Führungszapfen 60'des äusseren, bügelförmigen, zum willkürlich verstellbaren Abstützkörper gehörenden Federteller 3" versehen sind. Beide Federteller3" gleichen sich bis auf die unterschiedliche Länge ihrer Arme.
Der der Verweichung dienende Abstützkörper (in Fig. 4 im Schnitt, in Fig. 5 links gezeichnet) besteht wieder aus einer Schraubenfeder 1 und einem im äusseren Federteller 3"eingenieteten Führungsdorn 61, der sich teleskopartig in einer axial angeordneten Bohrung des inneren Federtellers 3 bewegt, der mittels Ankerbolzens 4 am unteren Lenker 7 angelenkt ist.
Der
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willkürlich verstellbare Abstützkörper (in Fig. 4 in Ansicht, in Fig. 5 rechts gezeichnet) ist gleich wie der für die Verweichung dienende Abstützkörper ausgeführt (seine Schraubenfeder l'kann aber zur Feder 1 unterschiedlich sein), mit Ausnahme des Führungsdornes 61', der oben verlängert und mit einem Lagerauge und Bolzen 65 versehen ist, vermittels dessen er an der Verbindungsstange 10 angelenkt ist, die den
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ker 59 vorgesehen.
Die Funktion der ganzen Federungseinrichtung ist schematisch und mittels Diagrammen in den Fig. 9, 10, 13, 14 15 und 16 dargestellt. In der die selbsttätige Verweichung darstellenden Fig. 9 entspricht wie in Fig. 8 der Punkt g dem Mittelpunkt des Bolzens 9b. die Punkte c, 2. C3 den drei Hauptstellungen des beweglichen Mittelpunktes des Ankerbolzens 4, der Punkt z dem Mittelpunkt des als fest betrachteten Zapfens
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schwenkt und dass das Produkt des senkrechten Abstandes der Achse der Feder 1 vom Punkt g und die Spannung der Feder 1 beim Schwenken aus der Stellung S, in die Stellung S3 einen schwach sinkenden VerVerlauf hat.
Im zugehörigen Diagramm nach Fig. 13 ist mit dem schwach sinkenden Abschnitt der Charakteristik, d. h. mit der in der Richtung nach rechts schwach sinkenden Strecke (zwischen den vertika- len Geraden K und K3) der gekröpften Linie L dieser Verlauf dargestellt. Dieser Verlauf ist hier aus dem Grunde möglich, weil bei diesem Ausführungsbeispiel gleichzeitig noch ein parallel wirkender willkür-
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momentes der Spannung der Feder l'nach Fig. 14 in allen Einstellungspositionen dauernd ansteigend ist und ihre Ordinaten zu den Ordinaten der Charakteristik gemäss der Linie L in Fig. 13 addiert werden, so dass die resultierenden Charakteristiken beider Federsätze gemäss dem Diagramm in Fig.
15 in allen Abschnitten steiler sind, wodurch die wichtigste Strecke zwischen den vertikalen Geraden Kl und K3 in der Richtung nach rechts wieder schwach ansteigend wird.
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punkt des Bolzens 9b'der Punkt y dem Mittelpunkt u, j Führungszapfens 60', welcher wieder als fest betrachtet werden kanne um welchen der äussere Federteller 3" des einstellbarenAbstützkörpers 1', 3,3", 61'schwenkbar ist und welcher hier so gewählt ist, dass er sich mit dem Mittelpunkt des beweglichen Ankerbolzens 4', um den der ganze Einstellungs-Abstützkörper 1', 3, 3", 61'schwenkbar ist, in demjenigen Zustande deckt, wo sich dieser Ankerbolzen 4'etwa in der Mitte seiner Federungsbahn, d. h, bei ruhiger Fahrzeugbelastung, befindet.
Auch hier mit dem Zweck, die auf die Einstellvorrichtung einwirkenden seitlichen Komponenten der übertragenen Federkraft, wie bereits oben erklärt, möglichst klein zu halten. Die Grösse dieser Seitenkomponenten könnte im Falle genügenden freien Raumes noch weiter dadurch verringert werden, dass die Schwenkung des Einstellungs-Abstützkörpers l', 3, 3", 61'derart geregelt wird, dass seine dem Strahl N entsprechende Mittelstellung ungefähr senkrecht zur Verbindungslinie g-y ist, weiters durch Anordnung eines selbständigen Lenkers 7 für den einstellbaren Federungssatz mit grösserer Entfernung g-y, u. ähnl. Im gegebenen Falle, wo die beiden Ankerbolzen 4, 4'koaxial
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rechte Entfernung vom Punkt g beim Strahl N am grössten, beim Strahl N2 mittelgross und beim Strahl N, am kleinsten ist.
Die Verbindungsstange 10 hält den Einstellungs-Abstützkörper 1', 3, 3", 61' im Laufe der Durchfederungen in derselben Stellung, während der Verweichungs-Abstützkörper 1, 3, 3", 61 im Laufe einer jeden einzelnen Durchfederung verschwenkt wird. In allen drei zueinander angehörenden Diagrammen nach Fig. 13 (Verweichung), Fig. 14 (Einstellung) und Fig. 15 (Verweichung und Einstellung)
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mäss entspricht dann die Federungsamplitude h'dem Federungshub h.
In Fig. 14 stellt die stark und durchgehend ausgezogene, annähernd gerade Linie Ml die Charakteristik des willkürlich verstellbaren Federungssatzes bei Einstellung des Abstützkörpers l', 3, 3", 61'gemäss dem Strahl N, die schwach und
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veränderlich ist, wogegen die Wirkung des einstellbaren Federsatzes infolge zeitweiser manueller oder automatischer Verschwenkung des Einsteelungs-Abstützkörpers l', 3,3", 61 die Entstehung mehrerer (je nach Anzahl der Einstellungsstufen) oder eventuell unendlich vieler (bei kontinuierlicher Umstellung) Einstellungs-Charakteristiken (Linien M1, M2, M3, nach Fig.14) und resultierenden Charakteristiken (Linien LM1, LM2, LM3, nach Fig. 15), die einander ahnlich sind, jedoch beginnend vom Punkt 0 unterschiedliche Neigung aufweisen, ermöglicht.
Die Fig. 16 ist analog der Fig. 15 für den Fall, dass Federn mit einer progressiv ansteigenden Grundcharakteristik, z. B. kegelförmige Schraubenfedern, Schraubenfedern mit progressiver Steigung, Gummifedern, im beschränkten Raum Luftfedern, Gasfedern u. ähnl., angewandt werden würden.
Die Fig. 6, 7,11 und 12 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Federungseinrichtung gemäss Er findung an den Hinterrädern eines Automobils mit starrer Hinterachse oder mit Schwinghalbachsen bei Anwendung eines kombinierten Federungssatzes, der sowohl zur Verweichung und Verlangsamung einer jeden einzelnen Federschwingung als auch gleichzeitig zur manuellen oder automatischen Einstellung der Federungs-Härtestufe dient. Zu diesem Zweck ist ein einziger Abstützkörper vorgesehen, der wieder aus einem bügelförmigen äusseren Federteller 3", der mit Hilfe eines angenieteten Führungsdornes 61"in der axialen Bohrung des inneren Federtellers 3 geführt wird, und aus einem einzigen Satz von zwei da-
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chr aubenfedern 1" besteht.
Es könnte selbstverständlich auch eine einzigeAnkerbolzen 4" verschwendkbar, mittels dessen er am Lager 71 angelenkt ist, das am Längsträger 46 des Fahr- zeugrahmens befestigt ist. Der äussere Flansch 3" ist mit Hilfe von zwei Verweichungs-Führungszapfen 60a an zwei Einstellgliedern 73 angelenkt" die wieder mittels zweier Einstellungs-Führungszapfen 60b an zwei vertikalen Haltern 6" angelenkt sind, die Bestandteil eines rahmenförmigen Lenkers 7 sind. Dieser ist mit einem Ende mittels Bolzen 69 an der Hinterachse 7" und mit dem andern Ende mittels Gelenkgliedes 68 und Bolzens 9 am Lager 57 angelenkt, das am Längsträger 46 des Fahrzeugrahmens befestigt ist.
Beide Stellglieder 73 sind mit Ansätzen 73a versehen, deren Enden mittels Bolzen 12 fest verbunden sind, an dem mit Hilfe der Gabel 72 die Verbindungsstange 10 angelenkt ist, die zur bekannten manuellen oder automatischen Einstellvorrichtung führt. Die ganze Anordnung dieser kombinierten Federungseinrichtung könnte auch in inverser Weise ausgeführt werden, d. h. der Ankerbolzen 4"wäre im Lenker 7 gelagert und die Halter 6" am Fahrzeugrahmen 46 befestigt.
Die Funktion dieses dritten Ausführungsbeispieles ist analog wie bei den vorangeführten Beispielen und ist schematisch in den Fig. 11 und 12 dargestellt. In der die Verweichungsfunktion veranschaulichenden Fig. 11 entspricht wieder der Punkt g dem Mittelpunkt des Bolzens 9, der zur Vereinfachung der Vorstellung als fester Mittelpunkt betrachtet wird. Die Punkte c1, c2, c3 entsprechen den drei Hauptstellungen des beweglichen Mittelpunktes des Ankerbolzens 4". Zum Unterschied von den vorangeführten Ausführungsbeispielen sind hier die Verweichungs-Führungszapfen 60a umstellbar im Bogen um den Mittelpunkt der Einstellungs-Führungszapfen 60b und in der Figur sind als Punkte z1, z2, z3, die drei Hauptstellungen (beide Grenzstellungen und Mittelstellung) des Mittelpunktes der Verweichungs-Führungszapfen 60a angedeutet.
Den einzelnen Punkten der Federungsbahn c,c, c entsprechen wieder die verschiedenen weit ausgeschwenkten Stellungen des Abstützkörpers 1", 3,3", 61", welche durch die Strahlen S dargestellt werden, die immer durch die soeben eingestellte Position des Mittelpunktes des
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dungen die Stellungen gemäss den strichpunktiert eingezeichneten Strahlen ein, durch Einstellung in den Punkt z3 die Stellungen gemäss den punktiert eingezeichneten Strahlen. Aus der Figur ist ersichtlich, dass bei jeder einzelnen Schwingung die Strahlen S mit fortschreitender Durchfederung bzw. Zusammendrückung der Feder 1" in der Richtung zum Punkt g ausschwenken, wodurch sich der Zuwachs des Drehmomentes der Spannung der Feder 1" in bezug zum erwähnten Punkt vermindert.
Dies umsomehr, je
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mehr sich die Einstellung des Mittelpunktes des Verweichungs-Führungszapfens 60a der Position z3 nähert. Den Einstellungen in die Position z, z, z, entsprechen dann wieder die Charakteristiken gemäss den geknickten Linien LM, LM, LM nach der Fig. 15 (bei linearer Grundcharakteristik der Feder 1") oder nach der Fig. 16 (bei progressiver Grundcharakteristik der Feder l"). In der die Funktion des willkürlich verstellbaren Abstützkörpers veranschaulichenden Fig.
12 entspricht der Punkt g wieder dem Mittelpunkt des Bolzens 9, der Punkt y dem Mittelpunkt des Einstellungs-Führungszapfens 60b, welcher zwecks Vereinfachung der Vorstellung als fest zu betrachten ist und um welchen das Paar der Einstellglieder 73 gemeinsam mit dem Abstützkörper 1", 3,3", 61" schwenkbar ist und welcher hier wieder so gewählt ist, dass er sich mit dem Mittelpunkt des beweglichen Ankerzapfens 4"in demjenigen Zustande deckt, wo sich dieser Ankerzapfen 4"etwa in der Mitte seiner Federungsbahn, d. h. bei ruhender Fahrzeugbelastung befindet. Dies dient wieder zur Erzielung möglichst geringer, auf die Einstellvorrichtung einwir- kender seitlicher Komponenten der übertragenen Federkraft.
Die Strahlen N,N, N mit den Punkten Z,Z,-Z, veranschaulichen drei Hauptpositionen der Einstellung, welche der härtesten, der mittleren und der weichsten Stufe der Federung entsprechen, nachdem sich die senkrechte Entfernung dieser drei
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des Strahles N. mit der Stellung des analogen, strichpunktiert angedeuteten und durch die Punkte C2 und zl hindurchgehenden Strahlen S und die Stellung des Strahles N3 mit der Stellung des analogen, punktiert angedeuteten und durch die. Punkte C2 und z hindurchgehenden Strahles S übereinstimmt.
Zum Unterschied vom zweiten Ausführungsbeispiel, wo die resultierende Charakteristik der ganzen Federungeinrichtung nach der Fig. 15 durch Addieren der Ordinaten der selbständigen Charakteristik des Einstellungssatzes nach der Fig. 13 und der selbständigen Charakteristik des parallel wirkenden Einstellungssalzes nach der Fig.
14 zustande kommt, entsteht bei der kombinierten Konstruktion gemäss dem dritten Ausführungsbeispiel tatsächlich nur eine einzige geknickte, verweichende Form der Charakteristik der Drehmo- mente der Spannung des angewandten einzigen Satzes von Federn l", welche jedoch durch die Modulationswirkung der Einstellvorrichtung in mehrere (je nach Anzahl der Stufen) oder eventuell unendlich viele (bei kontinuierlicher Umstellung) Charakteristiken vervielfacht wird, die einander ähnlich sind, jedoch beginnend vom Punkt 0 unterschiedliche Neigung aufweisen und demzufolge analog wie nach den Fig. 15 und 16 sind.
Die beschriebenen Federungseinrichtungen stellen nur Ausführungsbeispiele vor, die den Zweck haben, das Prinzip der Erfindung zu beleuchten. Die realen Ausführungen können in Details, Organen und auch in der Gesamtkonzeption unterschiedlich und aus den angeführten Beispielen verschiedenartig kombiniert sein. So können z. B. die Schraubenfedern 1, l', l"durch verschiedenste bekannte Formen und Gattungen von Metall-, Gummi-, Luft-, Gas- und hydraulisch pneumatischen Federn ersetzt werden. Der äussere bügelförmig Federteller 3" kann in der Nähe der Führungszapfen 60, 60', 60a durch einen die beiden Arme verbindenden Ring versteift werden, oder es kann der ganze äussere Federteller in Form eines zylindrischen Gefässes mit Angüssen für die Führungszapfen ausgeführt werden, u. ähnl.
Die teleskopartige Führung 61, 61', 61"der Federteller 3, 3', 3"mit dem Führungsdorn entweder am äusseren Federteller 3" oder am inneren Federteller 3 kann als ein teleskopartiger hydraulischer Schwingungdämpfer ausgebildet werden. Die Lager aller Zapfen und Bolzen können mit selbstschmierenden oder elastischen Futtern aus Gummi versehen oder als Wälzlager, vorzugsweise Nadellager, ausgeführt werden.
Der störende Einfluss des Gewichtes des Abstützkörpers 1, 3, 3", 61 und der Deformationsspannung der Gummifutter der Zapfen-und Bolzenlager auf die Funktion der Federungseinrichtung kann-insofern sie sich selbst gegenseitig nicht kompensieren-durch entsprechende Korrektion bei der Festlegung des Verlaufes der Federungscharakteristik oder durch bekannte Anordnung von Gegengewichten, Gegenfedern u. ähnl. behoben werden. Die angewandten Einstellvorrichtungen können auf allen bekannten mechanischen, hydraulischen, pneumatischen, elektromagnetischen u. ähnl. Prinzipien beruhen und können entweder mit Hand oder Fuss oder eventuell anders aus eigener Initiative der bedienenden Person oder automatisch oder auf beide Arten betätigt werden. Die Federungseinrichtungen. können mit bekannten Mitteln (z.
B. mit abgefederten Führungsgliedern oder Anschlägen) zur Sicherstellung ständiger wechselseitiger Berührung sämtlicher, die Kraft übertragender Teile, insbesondere beim Rücksprung der unabgefederten Fahrzeugteile, weiters mit bekannten Gummi- oder Stahlanschlägen bzw. mit Gliedern zur Begrenzung übermässiger Federungshübe, mit Schwingungsdämpfern aller bekannten Systeme, mit Stabilisatoren gegen Wanken des Fahrzeuges in der Querrichtung, mit Schutzverdecken und Manschetten gegen Staub, Kot und Wasser, mit Fernanzeigem der Belastungsstufe des Fahrzeuges bzw. der Höhe des Fahrzeugrahmens über der Fahrbahn u. ähnl. Mitteln versehen werden.
Die Federungseinrichtungen gemäss
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dieser Erfindung können auch lediglich mit willkürlich verstellbaren oder lediglich mit selbsttätig verstellbaren Federungselementen angewandt werden. Weiters können sie auch mit andern Federungssystemen verschiedenartig kombiniert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Federungsvorrichtung mit veränderlicher Charakteristik, insbesondere für die Radabfederung eines Kraftfahrzeuges, bei der wenigstens je ein Federelement in mindestens einem schwenkbaren Abstutzkör- per zwischen zwei gegenseitig geführten Federtellern desselben angeordnet ist, wobei ein Federteller am abgefederten Teil (Fahrzeugrahmen, Fahrzeugaufbau) und der andere Federteller auf dem am abgefederten Teil verschwenkbar angelenkten unabgefedertenTeil abgestützt sind und bei der durch willkürliche und/oder selbsttätige Verschwenkung des Abstützkörpers die wirksame Federcharakteristik der Vorrichtung veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Federteller (3,3") mittels Bolzen (4,4"), Zapfen (60, 60', 60a) od. dgl. am abgefederten (46) bzw.
unabgefederten (7", 41') Teil der Federungsvorrichtung schwenkbar gelagert ist, wobei mindestens ein Federteller des Abstützkörpers über seinen Abstützpunkt nach der der Feder abgekehrten Seite hinausragt, so dass durch willkürliche u'1/oder selbsttätige Verschwenkung des Abstützkörpers um seinen äusseren Abstützpunkt (4, 4") das Federdrehmoment bezüglich des Anlenkpunktes (9,9b) des abgefederten Teiles am unabgefederten Teil (g) veränderbar ist.