DE1048491B - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugaufhängung mit zwischen gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen angeordneten, Luftfedern, die aus einem Behälter bestehen, mit dem durch ein biegsames Teil ein in dem Behälter bewegbarer Kolben verbun- *> den ist, welcher ein Fußgestell hat, das der Verbindung des Kolbens mit einem Fahrzeugteil dient und eine Außenwandung von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt hat, gegen die sich das biegsame Teil anlegen kann. .

Es ist bei derartigen Aufhängungen bekannt, den Querschnitt der Außenwand veränderlich zu machen, um die Federkennlinie, zu beeinflussen.

Es ist als zweckmäßig erkannt worden, am Ende des Kolbenhubes eine plötzliche Zunahme der Feder- ¹S konstanten zu erhalten,, da hierdurch der Lauf des Fahrzeugs verbessert wird.

Die Erfindung besteht daher darin, daß der Querschnitt der Außenwandung derart veränderlich ausgestaltet ist, daß eine im wesentlichen ebene, querliegende Fläche entsteht, gegen die sich das biegsame Teil gegen Ende des Einwärtshubes des Kolbens anlegt.

Zweckmäßig vergrößert sich der Querschnitt der Außenwandung in bereits vorgeschlagener Weise in Richtung auf die querliegende Fläche.
In der Zeichnung ist

Fig. 1 ein Schnitt durch eine Luftfeder für eine crfmdungsgemäße Aufhängung,

Fig. 2 ein Schaubild von Federkennlinien und . 3<> Fig. 3 ein Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform einer Luftfeder.

Ein angelenkter Schwingarm 19 (Fig. 1) trägt ein nicht dargestelltes Rad und stützt über eine Luftfeder ein Rahmenteil des Fahrzeugs ab. Die Luftfeder hesteht aus einem am Arm 19 befestigten Kolben 10, einem an dem Rahmenteil befestigten Behälter 15 und einem den Kolben und den Behälter verbindenden biegsamen Teil 13. Der Behälter 15 hat einen zylindrischen, nach unten offenen Tank 12 mit einem Anschluß 14 für eine nicht dargestellte Druckluftquelle, die ein von dem Antriebsmotor angetriebener Verdichter sein kann. .

Der Kolben 10 besteht aus einem an beiden Stirnseiten offenen Fuß gestell 16, das mit einem unteren flachen Flansch 16c an den Arm 19 angeschweißt ist. Das obere Ende 16' des Fußgestells 16 hat einen eingezogenen, abgerundeten Rand, über den ein innerer Wulstring 21 des biegsamen Teils 13 überschnappen kann.

Ein Napf 17 mit Flansch schließt das Ende 16' ab und ist oberhalb des Wulstringes 21 befestigt, um das biegsame Teil 13 mit dem rohrförmigen Fußgestell des Kolbens 10 zu verbinden.

Fahrzeugaufhängung mit Luftfedern

Anmelder:

General Motors Corporation, Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:
Dipl.-Ing. E. Vorwerk und Dipl.-Ing. K. Walther,

Patentanwälte, Berlin-Charlottenburg 9, Bolivarallee 9

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 2. April und 20. April 1956

Robert Schilling, Bloomfield Hills, Mich., Phillip C. Bowser, St. Clair Shores, Mich., Richard E. Denzer, East Detroit, Mich.,

und Kai H. Hansen, Detroit, Mich. (V. St. A.), sind als Erfinder genannt worden

Das biegsame Teil 13 hat ferner einen äußeren Wulstring 23, der über das eingezogene, abgerundete Ende eines Ringes 18 schnappt, welcher am offenen Rand des Tanks 12 eingebördelt ist.

Wenn auch der Kolben 10 in anderer Weise mit dem inneren Wulstring 21 verbunden werden kann, so ist es doch vorteilhaft, ihn beim Formen und Trocknen des biegsamen Teils 13 zu befestigen. Der Luftdruck im Tank 12 wird dazu benutzt, um die Dichtung am äußeren Wulstring 23 aufrechtzuerhalten, der eine biegsame, abgeschrägte Lippe 23 a hat. Diese Lippe 23 a hat in spannungslosem Zustand einen Außendurchmesser, der etwas größer als der Innendurchmesser des Tanks 12 ist.

Die Wulstringe 23 und 21 enthalten Metallringe 32 bzw. 34, von denen der erste besser aus festem Metall als aus einem Drahtbündel besteht. Die Ringe 32 und 34 bilden Anker für Schnüre aus dem unter dem Namen »Nylon« bekannten Werkstoff, die das biegsame Teil 13 verstärken. Dieses besteht selbst aus Gummi oder einem elastomeren Werkstoff. Durch die Schnüre erfolgt die Federwirkung ohne wesentliche, wenn überhaupt eintretende Dehnung des biegsamen Teils 13.

Das rohrförmige Fußgestell 16 hat eine geneigte Wandung 16 £> und den Flansch 16 c.

809 728/164

Die Feder arbeitet infolge der Auf- und Abbewegung des Kolbens 10 mit dem Fußgestell 16 und dem Arm 19. Der Aufwärtsbewegung steht der zunehmende Druck der Luft im Behälter 15 entgegen. Die oberen und die unteren Grenzlagen der Teile der Luftfeder sind in der Zeichnung in strichpunktierten Linien angedeutet, während die vollgezeichnete Stellung unter statischer Last eingenommen wird.

Beim Zusammendrücken der Feder, also bei aufwärts gehendem Kolben· 10, kommt das biegsame Teil fortschreitend gegen die geneigte Wandung 16 b des Kolbens 10 zur Anlage, so daß dessen wirksamer Durchmesser fortschreitend größer wird. Damit wird die Luftfeder während des Zusammendrückens fortschreitend steifer. Diese Bewegung endet, wenn das biegsame Teil 13 gegen den Flansch 16 c zur Anlage kommt, wobei sidh dann eine plötzliche Vergrößerung des wirksamen Kolbendurchmessers ergibt.

Beim Ausdehnen der Luftfeder, also bei abwärts gehendem Kolben, nimmt der wirksame Durchmesser des Kolbens ab, da sich das biegsame Teil 13 von der geneigten Wandung 16 b des Kolbens 10 abhebt.

DerwirksameKolbendurchmesser ist der Abstandzwischen zwei sich diametral gegenüberliegenden Linien, die vom Mittelpunkt des Meniskus des biegsamen Teils 13 nach oben gerichtet sind. In der Zeichnung sind die verschiedenen Durchmesser mit E bezeichnet. Die wirksamen Flächen des Kolbens sind die Kreisflächen mit dem wirksamen Kolbendurchmesser.

Die wirksame Fläche des Kolbens hängt von der relativen Lage zwischen Kolben und Behälter ab. Sie ist in Fig. 2 über dem Radausschlag D aufgetragen. Ferner ist über dieser auch die Federkonstante W aufgetragen. Der Punkt O entspricht der mittleren Stellung bei statischer Belastung, der Punkt 7? der äußersten Lage des Kolbens beim Dehnen der Luftfeder und der Punkt B der äußersten Lage des Kolbens beim Zusammendrücken. Der Punkt P liegt an der Stelle, an der der durch den Flansch 16 c gebildete Puffer wirksam zu werden beginnt.

Beim Ausdehnen der Luftfeder nimmt die wirksame Fläche des Kolbens zunächst fortschreitend und dann schnell ab, bis die Grenzlage erreicht ist. Beim Zusammendrücken der Feder tritt ein schwacher Abfall ein, bis das biegsame Teil an dem unteren Teil der geneigten Wandung des Fußgestells zur Anlage kommt, wonach die wirksame Fläche des Kolbens zu wachsen beginnt. Die plötzliche Zunahme der wirksamen Kolbenfläche, die der steile Zweig der Kurve anzeigt, ergibt sich aus dem Anlegen des biegsamen Teils gegen den Flansch 16 c.

Die strichpunktierte Linie b in Fig. 2 zeigt die Änderung der wirksamen Kolbenfläche, wenn das Fußgestell zylindrisch ausgebildet ist, also keine geneigten Wandteile hat. Die strichpunktierte Linie α zeigt die Änderung der wirksamen Kolbenfläche, wenn das Fußgestell einen geneigten Wandungsteil, aber keinen Flansch am unteren Ende hat.

Die geneigte Wandung des Kolbens ergibt neben der Ausflachung der Kurve zwischen dem Punkt O bei statischer Belastung und dem Punkt P einen weichen Übergang beim Punkt für 2 Zoll Radausschlag. Kleinere Fahrstöße liegen im verhältnismäßig flachen Teil eier Federkennlinie mit kleiner Fcclerkonstante, während stärkere Vertikalbewegungen ein Erhöhen der Steifigkeit der Feder veranlassen, so daß kein plötzlicher Stoß bis zum Ende des Arbeitsbereiches eintritt.

Die dargestellte Aufhängung 'hat eine sehr wünschenswerte Federkennlinie. Diese ergibt sich aus dem Quotienten der Laständerung in Gewichtseinheiten und der Änderungen des Radausschlages in Längeneinleiten. Diese Kurve wird in leichter Weise durch die Änderung der wirksamen Kolbenfläche erreicht.

Die Kennlinie der Feder kann beachtlich abgewandelt werden, indem der Flansch 16 c höher oder tiefer gelegt wird und indem die Form der Fußgestellwandung geändert wird. Bei der in Fig. 3 dargestellten abgewandelten Form hat das Fußgestell 16 α statt einer durchgehend gleichmäßig geneigten Wandung einen ersten geneigten Wandungsteil 20 größerer Neigung als der restliche Teil. Dies verursacht den schwachen Abfall der Kurve der wirksamen Kolbenfläche in Fig. 2 beim Zusammendrücken unterhalb der Stellung O statischer Belastung. Durch die Wahl der Lage des Flansches und eine entsprechende Formgebung des Fußgestells ist es möglich, fast jeden praktisch gewünschten Verlauf der Federkennlinie zu erhalten.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1· Fahrzeugaufhängung mit zwischen gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen angeordneten Luftfedern, die aus einem Behälter bestehen, mit dem durch ein biegsames Teil ein in dem Behälter bewegbarer Kolben verbunden ist, welcher ein Fußgestell hat, das der Verbindung des Kolbens . mit einem Fahrzeugteil dient und eine Außenwandung von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt hat, gegen die sich das biegsame Teil anlegen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Außenwandung derart veränderlich ausgestaltet ist, daß eine im wesentlichen ebene, querliegende Fläche (16 c) entsteht, gegen die sich das biegsame Teil (13) gegen Ende des Einwärtshubes des Kolbens (10) anlegt.
2. 2. Fahrzeugaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt der Außenwandung (16 b) in bereits vorgeschlagener-Weise in Richtung auf die cmerliegende Fläche (16 c) vergrößert.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 245 200; USA.-Patentschrift Nr. 2 210 485.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen