DE1021732B - Gas suspension for vehicles - Google Patents
Gas suspension for vehiclesInfo
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- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
- B60G17/04—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
- B60G17/052—Pneumatic spring characteristics
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Description
Gasfederung für Fahrzeuge Im Fahrzeugbau ist häufig eine progressive Federung erwünscht, um auf diese Weise eine Verkürzung des Federweges zu erhalten. Bei der progressiven Federung erfolgen gegenseitige Bewegungen zwischen den beiden gegeneinander abgefederten Fahrzeugteilen entgegen der Wirkung zunehmend härter werdender Federn. Werden die Federwege in Abhängigkeit von den sie hervorrufenden Kräften in einem Diagramm aufgetragen, so ergibt sich die Federkennlinie, die sich bei der progressiven Federung aus einzelnen Teilen verschiedener Neigung zusammensetzt und gegebenenfalls die Form einer Kurve mit zunehmender Steigung hat. Bei nicht progressiven Federn ist die Federkennlinie eine Gerade.Gas suspension for vehicles In vehicle construction is often a progressive one Suspension desired in order to shorten the spring travel in this way. With progressive suspension, reciprocal movements occur between the two Vehicle parts sprung against each other against the effect increasingly harder nascent feathers. Will the spring travel depend on the one causing it Forces plotted in a diagram, the result is the spring characteristic, which is In the case of progressive suspension, it is composed of individual parts with different inclinations and optionally has the shape of a curve with increasing slope. If not progressive springs, the spring characteristic is a straight line.
Es ist allgemein bekannt, daß mechanische Federn, beispielsweise Blatt- oder Schraubenfedern, in der Regel eine gerade Kennlinie haben, d. h. nicht progressiv sind. Es ist auch bekannt, bei solchen Federn bei der Einfederung Federn zuzuschalten oder die wirksame Federlänge zu verkürzen, um auf diese Weise eine progressive Federung zu erzielen.It is well known that mechanical springs, for example leaf or coil springs, usually have a straight characteristic, d. H. not progressive are. It is also known to switch on springs during the deflection of such springs or to shorten the effective length of the spring in order to achieve progressive suspension to achieve.
Die Erfindung befaßt sich nun mit einer Gasfederung für die gefederte Abstützung eines Fahrzeugteiles auf einem zweiten Fahrzeugteil. Sie soll eine solche Federung als progressive Federung ausgestalten.The invention is now concerned with a gas suspension for the sprung Support of a vehicle part on a second vehicle part. She should be one of those Design the suspension as a progressive suspension.
Bei Gasfedern, insbesondere bei Luftfedern, wurde bisher eine progressive Federung in der Regel nicht besonders angestrebt in der Annahme, daß die Gasfederung ohnehin progressiv sei, indem die Kennlinie die Charakteristik einer Polytropen habe. Diese Annahme führte sogar dazu, daß den Luftfedern verschiedentlich bei zunehmender Einfederung Zusatzlufträume zugeschaltet wurden, um durch Vergrößerung des federnden Luftvolumens die Feder bei zunehmender Einfederung weicher zu machen.With gas springs, especially with air springs, a progressive one has hitherto been used Suspension usually not particularly aimed at assuming that gas suspension anyway progressive by making the characteristic curve the characteristic of a polytropic have. This assumption even led to the fact that the air springs variously with increasing Spring deflection Additional air spaces were switched on by enlarging the springy Volume of air to make the spring softer with increasing compression.
Eingehende Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß die Annahme, die Luftfedern hätten eine Kennlinie mit polytropischer Charakteristik, keine grundsätzliche Berechtigung hat. Es läßt sich vielmehr nachweisen, daß Luftfedern bei bestimmten Eigenschwingungszahlen und Luftvolumina keineswegs eine progressive Federung darstellen, daß ihre Federkennlinie vielmehr praktisch eine Gerade ist. So ist eine Luftfeder infolge der zur Vergrößerung des federnden Luftvolumens erforderlichen großen Zuschalträume wegen nicht mehr als progressiv anzusprechen, wenn sie als balgförmige Feder ausgebildet ist und mit Rücksicht auf die bei Kraftfahrzeugen erforderliche Federweichheit eine Eigenschwingungszahl von mindestens 80 Schwingungen je Minute haben soll. In diesem Fall liegt also das Problem vor, die Gasfederung durch besondere Maßnahmen progressiv zu machen. Es ist zwar auch bereits eine Gasfederung für die gefederte Abstützung eines Fahrzeugteiles auf einem zweiten Fahrzeugteil mit einer zwischen den gegeneinander abgefederten Fahrzeugteilen angeordneten Gasfeder bekanntgeworden, bei der ein Steuerorgan zwischen der Gasfeder und einem Zusatzbehälter sich befindet, welches den Zusatzbehälter von der Gasfeder absperrt, wenn sich der Abstand zwischen den beiden Fahrzeugteilen verringert. Diese Gasfederung ist jedoch eine Rollbalgfederung mit gegeneinander federnden Kolben- und Zylinderteilen, die zusammen mit einer rinnenförmigen Membran das federnde Gasvolumen einschließen. Gerade bei einer solchen Rollbalgfederung kann aber das federnde Gasvolumen der eigentlichen Gasfeder so festgelegt werden, daß zwar kleine Stöße weich, große Stöße dagegen wesentlich härter abgefedert werden, was bedeutet, daß bei einer solchen Federung durch entsprechende Bemessung des Federvolumens selbst die mit der Erfindung angestrebte Wirkung erzielbar ist, auf den abschaltbaren Zuschaltraum also verzichtet werden könnte.However, in-depth research has shown that the assumption that Air springs have a characteristic curve with polytropic characteristics, not a fundamental one Has authorization. Rather, it can be demonstrated that air springs are used in certain Natural oscillation numbers and air volumes in no way represent a progressive suspension, that their spring characteristic is rather practically a straight line. That's what an air spring is like as a result of the large connecting spaces required to increase the resilient air volume because of not responding as progressive if it is designed as a bellows-shaped spring and with regard to the softness of the spring required in motor vehicles Should have natural frequency of at least 80 vibrations per minute. In this In this case, the problem is, the gas suspension is progressive through special measures close. There is already a gas suspension for the sprung support a vehicle part on a second vehicle part with one between the against each other Suspended vehicle parts arranged gas spring has become known, in which a control member is located between the gas spring and an additional container, which is the additional container Shuts off by the gas spring when the distance between the two vehicle parts increases decreased. However, this gas suspension is a rolling bellows suspension with one another resilient piston and cylinder parts, which together with a channel-shaped membrane Include the resilient volume of gas. Especially with such a rolling bellows suspension but the resilient gas volume of the actual gas spring can be determined so that small bumps are cushioned softly, large bumps, on the other hand, are cushioned much harder, which means that with such a suspension by appropriate dimensioning of the spring volume even the desired effect with the invention can be achieved on the disconnectable Additional space could therefore be dispensed with.
In Erkenntnis dieser Zusammenhänge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine ursprünglich nicht progressive Gasfeder progressiv zu gestalten, um auf diese Weise eine Verkürzung des Federweges zu ermöglichen. Ausgehend von einer Gasfederung mit einer zwischen gegeneinander abgefederten Fahrzeugteilen angeordneten Gasfeder und einem Steuerorgan zwischen der Gasfeder und einem Zusatzbehälter, welches den Zusatzbehälter von der Gasfeder absperrt, wenn sich der Abstand zwischen den Fahrzeugteilen verringert, besteht die Erfindung demgemäß darin, daß bei der Ausbildung der Gasfeder als balgförmiges Gaskissen zwischen der Gasfeder und dem Steuerorgan ein weiterer Zusatzbehälter eingeschaltet ist, der am gleichen Fahrzeugteil wie der erste Zusatzbehälter gehalten ist.The task of the invention is to recognize these relationships based on making an originally non-progressive gas spring progressive, in order to enable the spring travel to be shortened in this way. Starting from a gas suspension with one arranged between vehicle parts that are sprung against each other Gas spring and a control element between the gas spring and an additional container, which the additional container is shut off by the gas spring when the distance between the Vehicle parts reduced, the invention is accordingly that in the training the gas spring as a bellows-shaped gas cushion between the gas spring and Another additional container is switched on to the control unit, which is located on the same part of the vehicle how the first additional container is held.
Mit der Erfindung ist eine einfache Anordnung gegeben, die eine ursprünglich nicht progressive Gasfeder progressiv werden läßt. Die Anordnung ist besonders dann mit Vorteil anzuwenden, wenn über die Gasfeder der Aufbau eines Kraftfahrzeuges auf der Fahrzeugachse abgestützt ist, da durch die vorgeschlagene Anordnung verhindert wird, daß Schlaglöcher der Straße zu einem Durchschlagen der Feder und hartem Aufsetzen des Aufbaues auf der Achse führen, ohne daß jedoch die Federung auch im normalen Betriebszustand sehr hart sein muß oder ungewöhnlich große Federwege zur Verfügung stehen müssen. Die Erfindung ist daher primär für die Abstützung des Aufbaues eines Kraftfahrzeuges auf einer Achse gedacht, ohne daß jedoch damit die Anwendung der Erfindung in anderem Zusammenhang, insbesondere bei anderen als Kraftfahrzeugen ausgeschlossen sein soll. Von besonderem Vorteil ist bei der Erfindung auch noch, daß das unbedingt erforderliche große Gasvolumen in mehreren kleinen Behältereinheiten untergebracht ist, die räumlich einfach unterzubringen sind und bei etwaigem Schadhaftwerden leichter ausgewechselt werden können als ein entsprechend großer Behälter. Schließlich ist es auch unter anderem aus betrieblichen Gründen vorteilhafter, das Steuerorgan zwischen zwei starren, im gleichen Fahrzeugteil angeordneten Zusatzbehältern anzuordnen als zwischen einem Zusatzbehälter in einem Fahrzeugteil und der mit beiden Fahrzeugteilen in Verbindung stehenden eigentlichen Luftfeder.With the invention, a simple arrangement is given that was originally makes non-progressive gas spring progressive. The arrangement is special then to be used with advantage if the structure of a motor vehicle has the gas spring is supported on the vehicle axle, as prevented by the proposed arrangement that potholes in the road will cause the spring to puncture and hit hard of the structure on the axle, but without the suspension in the normal Operating condition must be very hard or unusually large spring deflections are available have to stand. The invention is therefore primarily for supporting the structure of a Motor vehicle thought on one axis, but without the application of the Invention in a different context, in particular in other than motor vehicles should be excluded. Of particular advantage in the invention is also that the absolutely necessary large volume of gas in several small container units is housed, which are spatially easy to accommodate and in the event of damage can be replaced more easily than a correspondingly large container. In the end it is also more advantageous, among other things for operational reasons, to use the control organ to be arranged between two rigid additional containers arranged in the same vehicle part than between an additional container in one vehicle part and that with both vehicle parts related actual air spring.
Ein Steuerorgan zwischen zwei Zusatzbehältern einer Gasfederung anzuordnen, ist zwar bekannt, jedoch handelt es sich bei dieser Gasfederung um eine Gasfederung mit »offenem System«, während es sich bei der Erfindung um eine Gasfederung mit »geschlossenem System« handelt.To arrange a control element between two additional containers of a gas suspension, is known, but this gas suspension is a gas suspension with "open system", while the invention is a gas suspension with »Closed system«.
Die Anordnung arbeitet dann besonders einfach, wenn gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal das Steuerorgan in Abhängigkeit von den Abstandsänderungen zwischen den gegeneinander abgefederten Fahrzeugteilen in an sich bekannter Weise automatisch betätigt wird. Diese automatische Betätigung des Steuerorgans erfolgt durch Lenker, die zwischen dem Steuerorgan und dem nicht die Zusatzbehälter tragenden Fahrzeugteil angeordnet sind. Um günstige und dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßte Bewegungen des Steuerorgans erhalten zu können. wird gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal eine Zahnradübersetzung zwischen dem Steuerorgan und dem diesem nächsten Lenker vorgeschlagen. Das Steuerorgan selbst ist - zweckmäßig in an sich bekannter Weise als an sich bekannter Drehschieber ausgebildet.The arrangement works particularly simply if according to a further one Feature of the invention, the control member depending on the distance changes between the vehicle parts sprung against each other automatically in a manner known per se is operated. This automatic actuation of the control organ is carried out by the handlebars, the one between the control unit and the part of the vehicle that does not carry the additional container are arranged. For favorable movements adapted to the respective application of the tax body. is according to a further feature of the invention a gear ratio between the control element and the link that is closest to it suggested. The control element itself is - expedient in a manner known per se designed as a known rotary valve.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Anordnung gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung, Fig.2 und 3 verschiedene Arbeitsstellungen einer Einzelheit der Erfindung in größerem Maßstab und im Schnitt, Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung gemäß der Erfindung.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. In the drawing, FIG. 1 shows an arrangement according to the invention in schematic form Representation, Fig.2 and 3 different working positions of a detail of the invention on a larger scale and in section, FIG. 4 shows a diagram to explain the mode of operation the arrangement according to the invention.
Auf einer die nicht gezeichneten Fahrzeugräder tragenden Achse l eines Kraftfahrzeuges ist der Fahrzeugaufbau 2 über eine Luftfeder abgestützt. Die Luftfeder besteht aus einem Zweifaltenbalg 3. Der Faltenbalg ist mit einer oberen Platte 4 gegenüber dem Fahrzeugaufbau 2 und mit einer unteren Platte 5 gegenüber der Fahrzeugachse 1 festgehalten. Über einen kurzen Leitungsstummel 6 ist an den Luftfederbalg ein starrer Zusatzbehälter 7 angeschlossen. Ein zweiter starrer Zusatzbehälter 8 ist über eine Verbindungsleitung 9 unter Zwischenschaltung des ersten Zusatzbehälters 7 an den Luftfederbalg angeschlossen. In der Verbindungsleitung 9 ist ein Drehschieber 10 angeordnet. Koaxial zu dem Drehschieber angeordnet und mit diesem fest verbunden ist ein Zahnrad 11. Dieses Zahnrad kämmt mit einem zweiten Zahnrad 12. Die beiden Zahnräder 11, 12 können entweder außerhalb oder innerhalb der Verbindungsleitung 9 angeordnet sein. Auf der Welle 13, auf der das Zahnrad 12 drehfest sitzt, sitzt außerhalb des Rohres 9 drehfest ein Hebel 14. Mit dem Hebel 14 ist eine Stange 15 gelenkig verbunden, die mit ihrem dem Hebel 14 abgewandten Ende an der Fahrzeugachse 1 angelenkt ist. Bei einem gewünschten Normalabstand des Fahrzeugaufbaues 2 von der Achse 1 nimmt der Schieber 10 die in Fig. 2 dargestellte Stellung ein, und der Zusatzbehälter 8 ist über den Zusatzbehälter? an den Luftfederbalg 3 angeschlossen. Ändert sich der Abstand zwischen Fahrzeugaufbau und Achse, so wird der Schieber gedreht und nimmt schließlich die in Fig. 3 dargestellte Stellung ein, wobei der Zusatzbehälter 8 von dem Luftfederbalg 3 abgesperrt ist.On an axis l carrying the vehicle wheels, not shown, one Motor vehicle, the vehicle body 2 is supported by an air spring. The air spring consists of a two-fold bellows 3. The bellows has a top plate 4 opposite the vehicle body 2 and with a lower plate 5 opposite the vehicle axle 1 recorded. A short pipe stub 6 is attached to the air suspension bellows rigid additional container 7 connected. A second rigid additional container 8 is via a connecting line 9 with the interposition of the first additional container 7 connected to the air bag. In the connecting line 9 is a rotary valve 10 arranged. Arranged coaxially to the rotary valve and firmly connected to it is a gear 11. This gear meshes with a second gear 12. The two Gears 11, 12 can either be outside or inside the connecting line 9 be arranged. On the shaft 13, on which the gear 12 is rotatably seated, sits Outside the tube 9, a lever 14 is non-rotatable. With the lever 14 is a rod 15 articulated, the end facing away from the lever 14 on the vehicle axle 1 is hinged. At a desired normal distance of the vehicle body 2 of the axis 1, the slide 10 assumes the position shown in Fig. 2, and the Is the additional container 8 above the additional container? connected to the air suspension bellows 3. If the distance between the vehicle body and the axle changes, the slide will rotated and finally takes the position shown in Fig. 3, the Additional container 8 is shut off from the air suspension bellows 3.
In dem Diagramm (Fig.4) sind auf der Abszisse die Federwege f aufgetragen. Auf der Ordinate sind die die Federwege hervorrufenden jeweiligen Belastungen P aufgetragen. Der Punkt 0 gibt die statische Einstellhöhe der Feder an, d.h. die den Abstand des Aufbaues 2 von der Achse 1 bestimmende Länge der Feder 3 bei normaler Belastung des Fahrzeuges. Wird zunächst angenommen, daß die Zuschalträume 7, 8 ständig mit dem Luftfederbalg in Verbindung stehen und in der Leitung 9 kein Steuerorgan sich befindet oder dieses nicht wirksam ist, o würde die Feder bei einer Zunahme der Belastung von a auf b um den Betrag c einfedern. Wie Versuche zeigen, ist der den Endpunkt I der Ordinate a mit dem Endpunkt II der Ordinate b verbindende, die Federkennlinie darstellende Linienzug praktisch eine Gerade, wenn die weiter oben angegebenen Bedingungen bezüglich Eigenschwingungszahl der Luftfeder und federndem Gesamtluftvolumen erfüllt sind: Bei der Anordnung gemäß der Erfindung sperrt nun, wenn die Luftfeder um den Betrag d eingefedert und der Punkt III erreicht ist, der Drehschieber 10 den Zusatzbehälter 8 von der Luftfeder ab, und die Federkennliiiie steigt von Punkt III an steiler an, und bereits bei einem Federwege ist der Endpunkt Il a der Ordinate h und damit der Endpunkt der Einfederung erreicht. Die Federcharakteristik hat damit einen progressiven Verlauf, und es findet eine Verkürzung des Federweges statt.In the diagram (FIG. 4), the spring travel f is plotted on the abscissa. The respective loads P causing the spring travel are on the ordinate applied. The point 0 indicates the static setting height of the spring, i.e. the the distance of the structure 2 from the axis 1 determining the length of the spring 3 at normal Load on the vehicle. It is initially assumed that the connection rooms 7, 8 are constantly are in communication with the air suspension bellows and no control element in the line 9 is located or this is not effective, o the spring would increase compress the load from a to b by the amount c. As tests show, it is the end point I of the ordinate a with the end point II of the ordinate b connecting the Line drawing representing the spring characteristic is practically a straight line if the above specified conditions with regard to the natural number of vibrations of the air spring and resilient Total air volume are met: In the arrangement according to the invention now locks when the air spring is compressed by the amount d and point III is reached, the Rotary valve 10, the additional container 8 from the air spring, and the spring characteristic rises more steeply from point III, and the end point is already at one spring deflection Il a of the ordinate h and thus the end point of the deflection is reached. The spring characteristic thus has a progressive course, and there is a shortening of the spring travel instead of.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEM30140A DE1021732B (en) | 1956-03-31 | 1956-03-31 | Gas suspension for vehicles |
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| DEM30140A DE1021732B (en) | 1956-03-31 | 1956-03-31 | Gas suspension for vehicles |
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| DE1021732B true DE1021732B (en) | 1957-12-27 |
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