DE1060271B

DE1060271B - Federung fuer Fahrzeuge

Info

Publication number: DE1060271B
Application number: DEP8622A
Authority: DE
Inventors: Hermann Papst
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-11-03
Filing date: 1952-11-03
Publication date: 1959-06-25
Also published as: GB866651A; FR1223819A; US2988377A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Federung für Fahrzeuge.

Gummifederangen haben sich im Fahrzeugbau noch nicht in größerem Maße eingeführt, weil man an der Dauerstandfestigkeit des Gummis Zweifel hat. Sie arbeiten bei geringem Gewicht zwar geräuschlos, doch sind im allgemeinen zusätzliche Stoßdämpfer erforderlich. Luftfederungen für Fahrzeuge, insbesondere Personen-Kraftfahrzeuge, haben sich in größerem Maße ebenfalls noch nicht durchsetzen können, da auch hier die mangelnde Dauerstandfestigkeit des Gummis Schwierigkeiten bereitet.

Eine besonders geeignete Form der Kraftwagenfedern besteht aus einer kegelförmigen Gummischeibe, welche am Rand eingespannt und in der Mitte belastet wird. Diese Gummimembranfeder arbeitet außerdem gegen ein Luftpolster. Infolge der Luftfederung tritt eine Entlastung der Gummifederung ein. Sie besteht darin, daß über der vorzugsweise kegelscheibenförmigen, am Rand luftdicht eingespannten Gummifeder ein abgeschlossener Luftraum angeordnet ist. Dieser Luftraum ist über Drosselkanäle oder Ventile mit dem Außenraum oder anderen, abgeschlossenen Lufträumen in Verbindung. Stoßlasten werden daher bei dieser Anordnung zum größten Teil von der eingeschlossenen Luft getragen und bei Anwendung eines entsprechenden Überdruckes auch die Ruhelast. Man kann daher die Gummimembran wesentlich leichter und billiger ausführen, während man die gewünschte Dämpfung ohne größeren Aufwand zusätzlich erhält. Der eigentlich tragende Federstoff ist Luft, welche keine Ermüdung kennt. Eine solche Gummiluftdämpffederung ist daher dauerfest, einfach, mit geringster Masse behaftet und deshalb besonders billig.

Man kann die Lufträume über den einzelnen Gummimembranfedern miteinander gruppenweise oder gemeinsam in Verbindung setzen, um Nick- oder Seitenschwingungen entgegenzuwirken. Insbesondere lassen sich durch Anordnung verhältnismäßig großer Luftnebenräume beliebig weiche Federungen erzielen und mittels der guten Dämpfung bei mäßigen Radmassen auch anwenden. Die Luftnebenräume sind ohne Aufwand in Stahlrohrfahrgestellen unterzubringen. Eine sehr weiche Federung macht es erforderlich, daß die Membranen in der Höhe des Fahrzeugschwerpunktes liegen bzw. in den Ebenen der auf die Achsen bezogenen Teilschwerpunkte. Eine solche Anordnung über den Schwerpunkten wäre für die Erzielung einer-Gegenschräglage in den Kurven zu empfehlölLBsLge-$q trennten Druckluftbehältern für die verschieden belasteten Achsen kann man jene der Last entsprechend aufpumpen. Es ist dann z. B. eine gleichbleibende mittlere Bodenfreiheit zu erzielen, so daß das Ab-Federung für Fahrzeuge

Anmelder:

Hermann Papst,

St. Georgen (Schwarzw.), Karl-Maier-Str. 1

Hermann Papst, St. Georgen (Schwarzw.),
ist als Erfinder genannt worden

blendlicht immer richtig eingestellt bleibt. Man kann auch die Gummischeiben-Luftfedern den vorn und hinten verschiedenen Radlasten anpassen, so daß man mit einem gemeinsamen Luftfederdruck fahren kann. Dann kann das Rohrfahrgestell zugleich als Luftkessel und Verbindungsleitung dienen. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Gummimembranfeder mit darüber angeordneter Luftdämpfungskammer,

Fig. 2 diese Anordnung mit einer weiteren Druckkammer für die Anwendung höheren Luftdruckes zur gleichzeitigen Entlastung der Gummifeder,

Fig. 3 und 4 die Belastungsverhältnisse der Gummischeibenfeder ohne und mit Luftentlastung,

Fig. 5 und 6 weitere Beispiele stoßgeschwindigkeitsabhängiger, selbsttätiger Drosselventile,

Fig. 7 ein Kraftwagenfahrgestell mit solchen Federanordnungen' in Seitenansicht und

Fig. 8 die Draufsicht dazu.

In Fig. 1 ist die doppelkegelförmige Gummischeibenfeder 1 mit dem inneren Kernteil 2 und dem äußeren Einspannring 3 durch Vulkanisation fest und gasdicht verbunden. Ein überstehender Gummirand 4 an der Membranfeder 1 schließt die Luftkammer 5 in dem glockenförmigen Gehäuse 6 durch einen Flanschring 7 mit Gewinde 8 luftdicht ab.. Die Kammer 5 wird von der Gummifeder 1 bei der größten Stoßbelastung fast ausgefüllt. Die in der Kammer 5 eingeschlossene Luft kann durch einen engea Drosselkanal 9 gedrosselt ausblasen, wenn Stöße auf die Membranfeder 1, 2 einwirken. Die Drosselstelle 9 kann mittels selbsttätiger Ventile so eingerichtet sein, daß .entw-eder. das Einströmen oder das Ausströmen mehr erschwert ist (Fig. 2, 5 und 6). Die Dämpfglocke 6 ist mit dem Fahrgestellarm 10 od. dgl. verbunden, während der Federmittelteil 2 mit der zusätzlich durch Schwinghebel 11 geführten Achse 12 verbunden sei.

s? ta. > 909 558/269

Claims

Nach Fig. 2 ist über der Dampfkammer 5 mittels einer Zwischenglocke 13 eine weitere Druckkammer 14 angeordnet, so daß die Räume 5 und 14 über der Gummifeder 1 mit Luft (gegebenenfalls teilweise mit einer Hilfsflüssigkeit) von beliebigem Druck gefüllt werden können. Das Ventil 15 wird bei starken Stoßen selbsttätig mehr geöffnet. Es ist durch eine Hutmutter 16 zugänglich und druckdicht abgeschlossen. Das Ventil 17 ermöglicht ein Aufpumpen der Räume 5,14 und 18, ähnlich wie bei Luftreifen. Eine für den Raddruck eines normalen Personenwagens etwa erforderliche Gummischeibenfeder von 150 mm Durchmesser überträgt schon bei etwa 1,4 atü die volle Ruhelast auf die eingeschlossene Luft. Die Gummimembranfeder braucht daher nur so stark zu sein, daß sie einerseits den Luftdruck gleichförmig verteilt trägt, während andererseits die Last in der Mitte angreift. Beim Durchdrücken der Gummimembranfeder erfährt die eingeschlossene Luft eine Drucksteigerung, welche bei schnellen Stoßen höher sein wird als bei langsamen, je nachdem, wie stark die Drosselung ist. Die gleich verteilte Luftgegenlast wird man durch ein entsprechendes Profil der Gummischeibenfeder 1 berücksichtigen. Letztere ist mit dem Flanschring 3 und 7 zusammenvulkanisiert und mit mehreren Schrauben 8 und dem Gummirand 4 gasdicht am Gehäuse 6 befestigt. Die Lastverteilung einer für sich federnden Gummischeibenfeder zeigt Fig. 3. Fig. 4 läßt die Entlastung durch die gegendrückende Luft erkennen. In Fig. 5 ist das Ventil 15 beispielsweise als Schieber ausgebildet, so daß bei schnellen Drucksteigerungen die Drosselschlitze 19 weiter geöffnet werden. Diese Anordnung ließe sich auch umgekehrt wirkend ausführen, in dem nach Fig. 6 bei schneller Drucksteigerung im Raum 5 die Drosselquerschnitte 19 verkleinert werden, indem der Ventilschieber 15 stärker gegen die Feder 20 drückt. Es lassen sich so die der Eigenart der Fahrzeuge und der Fahrweise entsprechenden Dämpfwirkungen erzielen. Ein zusatzliches Rückstromklappenventil 27 läßt im Bedarfsfall die Räder schneller wieder auf den Boden gelangen. Die beschriebene Gummiluftfeder ist in dem Fahrgestell nach Fig. 7 und 8 beispielsweise für einen Kraftwagen dargestellt. Die Luftfederglocken 6 sind an Armen 10 des Rahmengestells 21 vorzugsweise so hoch angeordnet, daß der Schwerpunkt 5" möglichst mit einem Abstand α unter der Verbindungsebene der Gummifeder 1 liegt. Es kann dann eine sehr weiche Federung angewendet werden, ohne daß sich der Wagenkörper in den Kurven unerwünscht neigt. Die Räder 22 sind von den Hebeln 11 getragen, welche paarweise durch ein Mittelstück 23 untereinander verbunden sein können. Das Mittelstück 23 sei durch Drehschwinglager 24 mit dem Fahrzeugrahmen 21 verbunden. Die Schwinghebel 11 sind mindestens an einer Achsseite schräg angeordnet, damit der Lenkeinschlag der Räder bei Vorder- oder Hinterradlenkung möglich ist. Die Überdruckkammer 14 kann durch das Rohrfahrgestell 21 gebildet sein, so daß ein relativ großer Luftraum für die Druckluft ohne zusätzliche Kosten gegeben ist. Durch das Rohrfahrgestell 21 stehen die vier Räder über die eingeschlossene Luft miteinander in einer gewissen kraftschlüssigen Verbindung. Diese Verbindung kann auch auf die linke oder auf die rechte Seite oder auf die Vorder- oder die Hinterseite durch Abteilungen in dem Fahrgestellhohlraum beschränkt sein-. Durch einen relativ großen Luftinhalt im Rohrfahrgestell 21 kann man eine außerordentlich weiche Federung erzielen, wobei unerwünschte Nebenwirkungen durch die Dämpfung und die Steilheit der Federkurven der Gummimembranfedern vermieden werden. Die Räderpaare können auch durch eine Rohrachse 11, 23 bzw. 10, 21 miteinander in Druckausgleichverbindung stehen, wobei man das Drosselventil 15 natürlich im Federkern 2 unterbringen wird. Die Drossel kann dann auch ähnlich Fig. 5 und 6 zusätzlich durch die Beschleunigungsbewegungen der Räder gesteuert werden. Patentansprüche:

1. Federung für Fahrzeuge, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) ein etwa glockenförmiges Gehäuse (6) ist mittels eines Flanschringes (7) und einer Gummimembranfeder (1) als druckdichter Behälter ausgebildet.

b) Das in dem Behälter eingeschlossene Druckmittel hat bei Ruhelast einen solchen Innendruck, daß durch denselben die Gummimembranfeder gegenüber dem Raddruck etwas entlastet ist.

c) Die Druckbehälter sind über verschließbare, feste oder veränderliche Drosselöffnungen (9) mit weiteren Druckbehältern in Verbindung.

d) Die Druckbehältergehäuse (6) sind an Armen (10) des Fahrgestells des Fahrzeuges so hoch angeordnet, daß der Gesamtschwerpunkt (S) unterhalb der Verbindungsebene der Gummimembranfedern liegt.

2. Federung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen solchen Verschluß der Drosselöffnungen, daß in an sich bekannter Weise bei stärkeren Druckstößen größere Drosselquerschnitte freigegeben oder gegebenenfalls diese Querschnitte vermindert werden.

3. Federung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die an sich bekannte Anordnung besonderer selbsttätiger Drosselventile für die Rückströmung des Druckmittels mit verringerter Drosselung.

4. Federung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Anordnung von Dämpfungs-, Ausgleichs- und/oder Vorratsbehältern für das Druckmittel, wobei in an sich bekannter Weise gegebenenfalls rohrförmige Teile des Fahrzeugrahmens dafür benutzt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 594 879, 598 696, 925, 720 454, 728 501, 826 823, 836 290;
britische Patentschrift Nr. 634 115;
USA.-Patentschriften Nr. 2 443 433, 2 597 122.

Hiereu 1 Blatt Zeichnungen