Gasfederungs -Vorrichtung Es sind Luft- und Gasfedersysteme be kannt, bei denen als die Federarbeit leisten des Medium in einem abgeschlossenen Raum enthaltene komprimierte Gase verwendet wer den. Alle diese Federungen haben den Nach teil, dass die einmal. eingefüllte Gasmenge unveränderlich bleibt, will man nicht kompli zierte mechanisch gesteuerte Systeme verwen den, die während des Betriebes gestatten, Gas xnenge und (-l'asdrxiek zu variieren.
Bei allen Federsystemen tritt aber im Be trieb immer wieder die Forderung auf, dass sie sieh den jeweiligen Betriebsverhältnissen anpassen sollen, insbesondere bei Fahrzeug federn, wo sie den Nutzlastanteil ohne zu starkelnderungen der Grundcharakteristik und Einstellhöhe aufnehmen sollen.
Darüber hinaus sind alle Luft- und Gasfedersysteme dadureb temperaturempfindlich, dass der Gasdruck mit der Raumtemperatur entspre ehend den thermodynamischen Gesetzen über die Zustandsänderungen von Gasen sich ver- iindert, ein Umstand, der für den Sommer und Winterbetrieb solcher Federn Bedeutung gewinnen kann.
Nach einem neueren Vor selilage, sind Gas- oder Luftfedersysteme be kanntgeworden, bei denen die Federung den verschiedenen Lastverhältnissen dadurch an gepasst wird, dass die Temperatur des federn den Mediums auf den jeweiligen Belastungs- zustancl einstellbar ist. Die Verwendung von Gasfedersystemen mit Heizeinrichtung ist geeignet, die vorbe- schriebenen Nachteile zu vermeiden. Ihr haf tet jedoch der Nachteil an, dass zur Erzielung grösserer Druckdifferenzen bereits verhältnis mässig hohe Temperaturen Anwendung fin den müssen.
Grosse Druckdifferenzen können aber bei allen Fahrzeugen mit verhältnis mässig grossem Nutzlastanteil, gemessen am Gesamtgewicht, notwendig werden.
Die Gegenstand der Erfindung bildende (xasfederungs-Vorrichtung, deren Tragfähig keitsänderung durch Temperaturänderung eines als Feder wirkenden Mediums erfolgt, ist dadurch gekennzeichnet, dass als federnde Füllung ein Medium in Verbindung mit einer Flüssigkeit, aus der dies entstanden ist, vor gesehen ist, so dass durch Änderung der Tem peratur die Tragfähigkeit der Feder in brei ten Grenzen variiert werden kann.
Bekanntlich ist das Lösungsvermögen von Gasen in Flüssigkeiten - bei einigen Gasen, beispielsweise im Wasser - sehr hoch. Zu diesen Gasen gehören insbesondere die Was serstoffverbindungen der Halogene (z. B. Jodwasserstoff, Bromwasserstoff usw.). Be sonders gross ist das Absorptionsvermögen von Ammoniak in Wasser. Selbstverständlich können auch andere Flüssigkeiten als Wasser hier als Lösungsmittel für Gase verwendet werden. Voraussetzung ist nur, dass sie das Umhüllungsmittel ebenso wie das verwendete Arbeitsgas chemisch nicht angreifen.
In der Zeichnung ist ein Beispiel des Er findungsgegenstandes, bei dem Ammoniak und Wasser verwendet wird, dargestellt. In einem Federtopf 1 ist eine aus elastischem Material hergestellte Blase 2 - oder eine grössere Anzahl solcher Blasen kleinerer Ab messungen - vorgesehen, und diese Blase ist zu einem vorher zu berechnenden Anteil mit Wasser und mit Ammoniak gefüllt, und es stellt sich in dieser Blase je nach den Tem peraturverhältnissen und dem herrschenden Druck ein ganz bestimmter Lösungszustand von Ammoniak in Wasser ein. Die Feder arbeit wird dann von dem in der Blase be findlichen Gasanteil geleistet. Die Blase ist im übrigen vollkommen mit einer Drucküber- tragungsflüssigkeit 3, z.
B. öl oder Silikone usw., umgeben, und der Federtopf ist durch einen zweiten Federtopf 4 geschlossen. Man erhält dadurch ein aus oberem Federtopf 1, Gasblase 2 -und unterem Federtopf 4 gebil detes Gasfedersystem, bei dem bei Zunahme der Drücke P das Gaspolster komprimiert wird, welches sich beim Nachlassen der Drücke wieder ausdehnt, und somit Feder arbeit leistet.
Bei dieser Feder bleibt es jedoch nicht bei der Kompressions- und Expansionsarbeit des Arbeitsgases. Vielmehr wird bei zuneh mendem Druck ein zunehmender Anteil des Arbeitsgases von der Flüssigkeit absorbiert und damit das Gaspolster verkleinert oder umgekehrt bei abnehmendem Druck das Gas polster entsprechend vergrössert, wobei eine gewisse thermische Beeinflussung ,der Vor gänge durch die Vilärmeaufnahme beim Ab sorbieren und Wärmeabgabe des Gemisches beim Austreiben des Gases entsteht. Durch diese Vorgänge wird die Feder besonders weich. An Stelle des Gases als Federpolster können auch Dämpfe verwendet werden.
Als Dämpfebildner eignen sich Flüssigkeiten, deren Siedepunktverlauf bei verschiedenen Drücken günstig liegt und die eine geringe Verdampfungswärme haben, wie beispiels- weise Seliwefeldioxyd oder Kältemittel der Frigengruppe.
Der Hauptvorteil des Systems besteht je doch darin, dass verhältnismässig geringe Tem peraturdifferenzen genügen, um durch ent sprechende zusätzliche Absorption bzw. Ver dampfung in einem ganz ausserordentlichen Umfange, also in breiten Grenzen, die Trag fähigkeit solcher Federsysteme zu variieren.
Fig. ? zeigt ein Diagramm mit Linien etwa gleicher Absorptionsfähigkeit von Wasser für Ammoniak. Es sind Linien für 0,95, 0,70, 0,50 und 0,30 kg NH. in 1 kg Lösung bei verschiedenen Drücken und Temperaturen aufgezeichnet. Zur Illustration ist als Beispiel die Linie mit 0,5 kg<B>N H,</B> in 1 kg Lösung gewählt.
Nimmt man an, dass stets etwa die gleiche Gasmenge (kg) als Arbeitsgase vor handen sein soll, dass also das Lösungsver hältnis nicht verändert sein soll, so sieht man, dass auf der Linie für 0,5 bei einer Tempe ratur von 40 C ein Druck von etwa 6 atm. entsteht, während bei 60 C, also nur 20 C mehr, bereits ein Druck von 1? atm. sich ein stellen muss, um. das überschüssige Gas in Lösung zu halten. Es wird also möglich sein, mit sehr geringen Temperaturdifferenzen sehr weitgehende Anpassung der Federsysteme an Nutz- und Todast insbesondere von Fahr zeugen zu erreichen.
Die Regelung eines solchen Federsy steins ist nun ausserordentlich einfach. Zum Beispiel ein elektrischer Tauchsieder 5 geringer Lei stung wird in der Dritckübertragungsflüssig- keit angeordnet und von einer Stromquelle 6 -gespeist. Der Heizstrom wird je nach dem gewünschten Federspiel bzw. der erforder lichen Einstellhöhe der Feder durch einen einfachen Tauch- oder Vakuumschalter usw., wie er in Fig. 1 als Queeksilber-Tauchschalter 7 schematisch dargestellt ist, geschlossen, so bald die Feder so weit durchsetzt, dass der Kontaktstift in das Quecksilber taucht.
Solche Federsysteme sind auch ausge zeichnet geeignet, um als reine Zusatzfedern zum Normalsystem lediglich zum Ausgleich -von Lastdifferenzen verwendet zu werden, um hohe Nutzlasten ohne Beeinträchtigung des normalen Federspiels aufnehmen zLi kön nen (additive Zusatzfedern).
Da die Federsysteme zweckmässig mit einer Kraftübertragungsflüssigkeit gefüllt werden, in der die das federnde Gas aufneh menden Blasen schwimmen, wird man zu gleich mit ihnen auch etwa erforderliche Dämpfereinrichtungenverbinden (siehe Fig.1, in welcher die Dampfventile 8 die zu den Federtöpfen 1 und 4 gehörenden Räume ver binden).
Das Füllen und Einstellen der Federblasen wird unter Ausnutzung der besonderen Lö sungseigenschaften des Wassers für Ammo niak bei niedrigen Temperaturen vorgenom men, bei denen die Fülldrücke sehr gering sind. Werden die Federsysteme bei diesen Temperaturen montiert, so stellt sich bei Er wärmen auf Raumtemperatur später auto matisch der richtige vorausberechnete Feder druck ein.