DE1103156B

DE1103156B - Air suspension, in particular for motor vehicles

Info

Publication number: DE1103156B
Application number: DER23304A
Authority: DE
Inventors: Adolf Roebig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-05-10
Filing date: 1958-05-10
Publication date: 1961-03-23

Description

Luftfederung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf Luftfederungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und betrifft die druckaufnehmenden Elemente solcher Federungen.Air suspension, in particular for motor vehicles The invention relates relates to air suspension systems, especially for motor vehicles, and relates to pressure-absorbing Elements of such suspensions.

Es sind bereits Luftfederungen bekannt, bei welchen der auf und nieder gehende Kolben mit einem Zylinder durch eine Membrane ersetzt oder der Kolben durch eine Schlauchtülle gegen die Zylinderwand abgedichtet ist. Dieses System stößt jedoch bei hohen Belastungen auf Schwierigkeiten, weil eine Membrane oder eine Schlauchtülle nur bis zu einem gewissen Grad pro Flächeneinheit belastet werden. kann, ohne im Dauerbetrieb Schaden zu nehmen. Es wurde versucht, diesen Nachteid durch große Abmessungen zu beseitigen, jedoch wirken sich diese auf dein engem zur Verfügung stehenden Raum äußerst störend aus.There are already air suspensions known in which the up and down outgoing pistons with a cylinder replaced by a diaphragm or the piston replaced by a hose nozzle is sealed against the cylinder wall. However, this system comes across with high loads on difficulties, because a membrane or a hose nozzle can only be loaded to a certain extent per unit area. can without im Continuous operation to take damage. Attempts have been made to make this night oath by large dimensions to eliminate, however, these affect your limited space extremely annoying.

Ein weiterer Vorschlag sieht eine grob abgestufte Unterstützung der Membrane mittels relativ dicker konzentrisch: angeordneter Ringe vor. Diese Ausführungsform konnte jedoch in keiner Weise befriedigen, da durch diese Konstruktion die Beanspruchung der Membrane und damit der Verschleiß eher noch erhöht als gemindert wurden. Auch die radialen Stützorgane der konzentrischen Ringe unterliegen bei der Vielzahl der Lastwechsel durch Reibungswirkung einer hohen Verschleißbeanspruchung.Another suggestion provides for a broadly graded support Membrane by means of relatively thick concentrically: arranged rings in front. This embodiment could not satisfy in any way, because of this construction the stress the membrane and thus the wear were increased rather than decreased. Even the radial supporting organs of the concentric rings are subject to the large number of Load changes due to the frictional effect of high wear loads.

Durch die erfindungsgemäße Luftfederung wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß die Abstützung gebildet wird von dünnwandigen, bei' Verformung der Membrane eine praktisch übergangslose Abstützungsfläche ergebende, kolbenseitig sich in an sich: bekannter Weise axial zueinander absetzenden: Hülsen, die sich auf der der Membrane abgewendeten Seite an einer konisch vertieften Anschlagplatte abstützen, die ihrerseits mit radialen Durchbrechungen für den Durchtritt von Auslegern am Kolbenmittelstück aus'ges'tattet sind, und daß die Ausleger der axialen Verschiebung der Hülsen entsprechende Angriffsflächen in Form konzentrischer Abstufungen aufweisen. Der erfindungsgemäße elastische Kolben ist also derartig ausgebildet, daß um ein Kolbenmittelstück eine größere Anzahl dünnwandiger, teleskopartig verschiebbarer Hülsen angeordnet ist, auf die sich der Gesamtdruck verteilt, so daß jede Hülse einen sehr kleinen Teil des Gesamthubs übernimmt.The air suspension according to the invention eliminates this disadvantage in that the support is formed by thin-walled sleeves that are axially offset from one another on the piston side in a known manner and that are axially separated from one another on the piston side when the membrane is deformed Side on a conically recessed stop plate, which in turn are equipped with radial openings for the passage of arms on the piston center piece, and that the arms of the axial displacement of the sleeves have corresponding contact surfaces in the form of concentric gradations. The elastic piston according to the invention is designed in such a way that a larger number of thin-walled, telescopically displaceable sleeves are arranged around a piston center piece, on which the total pressure is distributed, so that each sleeve takes over a very small part of the total stroke.

Die bei einem starren Kolben, auftretende Abnutzung zwischen dem äußeren Kolbenmantel und der inneren Zylinderwand verteilt sich ebenfalls auf die einzelnen Hülsen und tritt praktisch überhaupt nicht in Erscheinung, wodurch eine lange Lebens'd'auer der Federung gewährleistet ist.The wear that occurs in a rigid piston between the outer one Piston skirt and the inner cylinder wall are also distributed among the individual Pods and practically does not appear at all, which means a long life the suspension is guaranteed.

Die Ausbildung des elastischen Kolbens ist durch seine große Einfachheit und billige Herstellungsmöglichkeit besonders vorteilhaft. Die teleskopartig verschiebbaren Hülsen werden nicht in teurer Einzelanfertigung hergestellt, sondern sie entstehen einfaich durch das. Aufschneiden eines spiralig aufgewickelten Bandes, das, vorzugsweise aus Federstahl besteht.The design of the elastic piston is due to its great simplicity and cheap manufacturing facility is particularly advantageous. The telescopically movable Sleeves are not produced in expensive one-off production, they are created simply by cutting open a spirally wound tape that, preferably consists of spring steel.

Die derart hergestellten äußerst dünnen konzentrischen Hülsen, schmiegen sich nahezu stetig an die Membrane an, und die membranseitigen Hülsenkanten können keine Schnittwirkung auf die Membrane verursachen.. Außerdem sind durch die stetige Anlage den radialen Zugspannungen sich überlagernde Biegespannungen in der Membrane weitgehend'st vermieden.The extremely thin concentric sleeves produced in this way nestle almost continuously to the membrane, and the membrane-side sleeve edges can do not cause any cutting effect on the membrane. In addition, the continuous Bending stresses superimposed on the radial tensile stresses in the membrane largely avoided.

Da die Druckkräfte zudem über die erfindungsgemäß dünnen Hülsen senkrecht auf ihre Abstützung übertragen werden, ist auch hierbei der Verschleiß auf ein Minimum reduziert.Since the pressure forces are also perpendicular to the thin sleeves according to the invention are transferred to their support, the wear is also here to a minimum reduced.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 die Luftfederung in Vorderansicht, Fig. 2 einen senkrechten. Mittenschni:tt, wobei die Schnittlinie aus. Fig. 4 gestrichelt ersliichtl'ich ist, Fig. 3 einen senkrechten Mittenschni:tt, wobei die Schnittlinie aus. Fig. 5 gestrichelt ersichtlich ist, Fig. 4 die Stoßstange mit vier Auslegern, von oben gesehen, Fig. 5 die Stoßstange mit vier Auslegern, von unten gesehen., Fig. 6 die Anschlagplatte, von oben gesehen, Fi;g. 7 einen. Schnitt durch die Luftfederung im höchsten Belastungszustand, Fig. 8 die Bandspirale, von oben gesehen und aufgeschnitten, Fig. 9 die aus der aufgeschnittenen Bandspirale gebildeten, teleskopartig verschiebbaren. Hülsen, von oben gesehen, Fig. 10 einen Schnitt durch ,eine Doppelkolben-Luftfederung. 1 bezeichnet den mit verdichteter Luft gefüllten Hohlkörper mit dem Flanscht, der ahn äußeren Rande hochgezogen ist und Lochungen 3 zur Aufnahme von Bolzen öder Nieten 4 besitzt. 5 ist ein Anschlußstutzen. für die Luftleitung und 6 ein. angeflanschter Balzen mit dem Loch 7 zur gelenkigen Befestigung auf der Fahrzeugachse.Below is an embodiment of the invention with reference to a Drawing explained in more detail. It shows Fig. 1 the air suspension in front view, Fig. 2 a vertical. Center cut, where the cut line is from. Fig. 4 in dashed lines Fig. 3 shows a vertical center section, the section line the end. Fig. 5 can be seen in dashed lines, Fig. 4 shows the bumper with four arms, seen from above, Fig. 5 the bumper with four arms, seen from below., 6 shows the stop plate, seen from above, FIG. 7 one. Section through the air suspension in the highest load condition, Fig. 8 the spiral band, seen from above and cut open, 9 shows the telescopically displaceable ones formed from the cut spiral band. Sleeves, seen from above, FIG. 10 a section through a double-piston air suspension. 1 refers to the hollow body filled with compressed air with the flange, the ahn outer edge is pulled up and holes 3 to accommodate bolts or rivets 4 owns. 5 is a connection piece. for the air duct and 6 a. flanged Balzen with the hole 7 for articulated fastening on the vehicle axle.

Die kreisrunde, aus Gummi oder elastischem Kunststoff bestehende Membrane8 liegt auf dem Flausch2 des Hohlkörpers l und ist am äußeren Rand gleichfalls mit Lochungen3 zum Hindurchführen der Bolzen 4 versehen.The circular membrane made of rubber or elastic plastic8 lies on the Flausch2 of the hollow body l and is also with on the outer edge Holes 3 are provided for the bolts 4 to pass through.

1lit 9 ist das Kolbenmittelstück bezeichnet, das. von dünnwandigen teleskopartigen verschiebbaren Hülsen 10 umgeben ist. Mit dem oberen Teil des K,olbenm.ittelstückes 9 sind vier Ausleger fest verbunden bzw. Kolbenmittelstück 9 mit den Auslegern 11 bilden ein Stück, wobei die Ausleger auf ihrer Unterseite treppenförmige Abstufungen 12 aufweisen, auf denen, sich die Hülsen 10 senkrecht je nach Belastung während des Betriebes aufsetzen. 13 ist eine Stoßstange, die ebenfalls fest mit dem Kolbenmittelstück 9 verbunden ist, und 14 bezeichnet eine Bohrung, welche zur gelenkigen Befestigung der Luftfederung am Fahrzeuggestell dient.1lit 9 denotes the piston center piece, the thin-walled telescopic sliding sleeves 10 is surrounded. With the upper part of the piston center piece 9 four arms are firmly connected or the piston center piece 9 with the arms 11 form one piece, with the boom on its underside in step-shaped gradations 12 have on which the sleeves 10 are perpendicular depending on the load during of the company. 13 is a bumper that is also firmly attached to the piston center piece 9 is connected, and 14 denotes a bore which is used for articulated fastening is used for air suspension on the vehicle frame.

15 zeigt eine konisch vertiefte Anschlagplatte mit den Ausschnitten,16 für den Durchgriff der Ausleger 11. Der Flansch 17 mit den Lochungen .3 der Anschlagplatte 15 dient zur Justierung derselben. im Luftfedergehäuse. 18 sind Stützen, welche zur Stabilisierung der Anschlagplatte 15 dienen. 19 ist ein topfförmiger Abschlußdeckel mit dem Flansch,20, welcher ebenfalls mit Lochungen 3 versehen ist. In der Mitte besitzt der Abschlußdeckel19 einen rohrfcrmigen Ansatz21, in welchen eine Lagerbüchse22 eingepreßt ist.15 shows a conically recessed stop plate with the cutouts 16 for reaching through the bracket 11. The flange 17 with the perforations .3 of the stop plate 15 is used to adjust the same. in the air spring housing. 18 are supports which serve to stabilize the stop plate 15. 19 is a cup-shaped end cover with the flange 20, which is also provided with holes 3. In the middle the cover 19 has a tubular extension21 in which a bearing bush22 is pressed in.

Die Wirkungsweise der Luftfederung ist nun wie folgt: Sobald in den Hohlkörper 1 durch den Anschlußstutzen 5 Luft in genügender Menge eingepreßt worden ist, wird die Membraneg gegen, die Teile9 und 10 des elastischen Kolbens gepreßt, bis dieser an der Anschlagplatte15 einen. Halt findet. Der elastische Kolben ist nun nach oben gewölbt, wodurch eine Volumenvergrößerung in dem Hohlkörper l entstanden ist. Der in dem Hohlkörper l hergestellte Luftdruck ist beispielsweise so groß wie die entsprechende Spannung einer Stahlfeder für ein Fahrzeug, so daß auch die Radstöße von der Luftfederung in gleicher Weise aufgenommen werden können, wie das bei einer Stahlfederung der Fall ist. Die Stöße werden durch eine Volumenverkleinerung im Hohlkörper 1 vernichtet, welche durch die Einbuchtung des elastischen Kolbens nach dem Innern des Hohlkörpers 1 entsteht. Die Einbuchtung des elastischen Kolbens erfolgt durch die an dem Kolbenmittelstück g befindlichen vier Arme 11, wie das in Fig. 7 der Zeichnung dargestellt ist.The mode of operation of the air suspension is now as follows: As soon as in the Hollow body 1 has been injected through the connection piece 5 in sufficient quantity of air the membrane is pressed against the parts 9 and 10 of the elastic piston, until it hits the stop plate15. Finds support. The elastic piston is now arched upwards, whereby an increase in volume in the hollow body 1 resulted is. The air pressure produced in the hollow body 1 is, for example, as great as the corresponding tension of a steel spring for a vehicle, so that the wheel joints can be absorbed by the air suspension in the same way as with a Steel suspension is the case. The shocks are reduced by a volume reduction in the Hollow body 1 destroyed, which by the indentation of the elastic piston after the interior of the hollow body 1 arises. The indentation of the elastic piston takes place by the four arms 11 located on the piston center piece g, as shown in FIG. 7 of the drawing is shown.

Gegenüber einer Federung des Fahrzeugs mit Stahlfedern hat die Luftfederung in an sich bekannter Weise den Vorzug, daß sie je nach Belastung des Fahrzeugs durch Ein- und Auslassen von Luft in den Hohlkörper 1 entsprechend eingestellt werden kann. Diese Einstellung kann durch, sich automatisch regelbare Ventile erfolgen oder von Hand durch den Wagenführer am Führersitz.Compared to a suspension of the vehicle with steel springs, the air suspension has in a manner known per se, the advantage that it depends on the load on the vehicle Inlet and outlet of air into the hollow body 1 can be adjusted accordingly can. This setting can be made using automatically adjustable valves or by hand by the driver at the driver's seat.

Der Hub der Luftfederung kann. verdoppelt werden, wenn der Hohlkörper l als zylindrische Röhre ausgebildet wird und wenn an beiden Öffnungen dieses Zylinders je ein elastischer Kolben mit allem Zubehör angebracht ist, wie dies Fig. 10 veranschaulicht. Bei dieser dargestellten Ausführungsform, die das Beispiel einer Abfederung für Schneekufen an Flugzeugen betrifft, dient die Doppelkolbenfederung, die durch Innendruck vorgespannt ist, zwei Zwecken: 1. Einhaltung der Anschlußmasse bis zu einer bestimmten äußeren Last; 2. Abfederung und Arbeitsaufnahme bei Überschreiten der Grenzlast nach 1 und Erhöhung des Federweges auf das Doppelte in einer Baueinheit.The stroke of the air suspension can. be doubled when the hollow body l is designed as a cylindrical tube and if at both openings of this cylinder an elastic piston with all accessories is attached, as shown in FIG. 10. In this illustrated embodiment, the example of a cushioning for When it comes to snow runners on airplanes, the double-piston suspension, which is created by internal pressure, is used is biased, two purposes: 1. Compliance with the connection dimensions up to a certain external load; 2. Cushioning and start of work when the limit load is exceeded according to 1 and increasing the spring deflection to twice the amount in one unit.

Bei einer derartigen Anordnung, bei welcher die Schneekufe41 unter dem Einfluß der Luftkräfte im Flug eine bestimmte Einstellung halten soll, z. B. plus 3° zur Horizontalen, wird der Innendruck der Doppelkolbenfederung im Raum des zylindrischen Körpers 1 so hoch gewählt, daß die Luftkräfte bei gegebener Fläche aufgenommen werden ohne Längenänderung der Einbaulänge der Federung, wobei beim Überrollen von Bodenunebenheiten diese Widerstände aufgenommen und durch Arbeitsaufnahme abgefedert werden. Der Anschlag 42 macht die bei einem etwaigen Versagen des, Ventils, d. h. wenn der Innendruck gleich 0 ist, abfallenden Kolbenböden kraftschlüssig, so daß im vorliegenden Beispiel der Schneekufe ein Umschlagen der Kufen. verhindert wird.In such an arrangement, in which the snow skid 41 under the influence of the air forces in flight should hold a certain setting, z. B. plus 3 ° to the horizontal, the internal pressure of the double piston suspension in the area of the cylindrical body 1 chosen so high that the air forces for a given area can be recorded without changing the length of the installation length of the suspension, with Rolling over uneven ground these resistances and taking up work be cushioned. The stop 42 makes the, in the event of a failure of the valve, d. H. if the internal pressure is equal to 0, the falling piston crowns are non-positive, so that in the present example of the snow runner a turning over of the runners. prevented will.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Air suspension, in particular for motor vehicles, with a membrane which seals the piston and is supported on the piston side by axially displaceable, concentric rings, characterized in that the support is formed by thin-walled support surfaces which, when the membrane (8) is deformed, result in a practically seamless support surface, on the piston side, sleeves (10) which are axially offset from one another in a manner known per se and which are supported on the side facing away from the diaphragm (8) on a conically recessed stop plate (15), which in turn have radial openings (16) for the passage of brackets ( 11) are equipped on the piston center piece (9), and that the arms (11) have contact surfaces corresponding to the axial displacement of the sleeves in the form of concentric gradations (12).

2. Air suspension according to claim 1, characterized in that the thin-walled, the Abstützungsfläcben resulting sleeves (10) are formed by cutting a spirally wound tape. Documents considered: German utility model No. 1736 446; British Patent No. 348 013.