DE1127233B - Luftfeder, insbesondere fuer Fahrzeuge, bei der zwischen Rad und Fahrgestell ein luftgefuellter federnder Balg angeordnet ist - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

G25923II/63c

ANMELDETAG: 10. DEZEMBER 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 5. APRIL 1962

Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftfeder, insbesondere für Fahrzeuge, bei der zwischen Rad und Fahrgestell ein luftgefüllter federnder Balg angeordnet ist, der im Bereich des Luftfederbalgteiles einen hohlzylinderförmigen Federungsraum umschließt. Es sind Luftfederkonstruktionen dieser Art verschiedentlich bekanntgeworden, die entweder große Bauhöhen erfordern oder bei denen der Balg verhältnismäßig hohen Beanspruchungen ausgesetzt ist, durch die er leicht zum Reißen oder Brechen gelangt. So besitzt bei einer bekannten Konstruktion der Balg einen nicht dehnbaren zylindrischen Abschnitt beträchtlicher Länge und einen nicht dehnbaren Wulstrand, dessen Abmessungen in radialer Richtung um so viel von denen des zylindrischen Abschnittes abweichen, daß der Wulstrand und der zylindrische Abschnitt bei den Abwärtsbewegungen der Luftfeder unter Umstülpen der Balgwandung teleskopartig übereinander hinweg bewegbar sind. Der nicht dehnbare zylindrische Abschnitt hat die Aufgabe, den Balg zu verfestigen. Diese Ausbildung erfordert eine verhältnismäßig große Bauhöhe. Außerdem ergibt sich bei dieser Ausbildung bei Fortfall des Druckes in der Luftfeder, wenn diese u. U. beschädigt wird, eine nicht ausreichend sichere Führung des aufgehängten Fahrzeugteiles.

Bei einer anderen bekanntgewordenen Konstruktion einer Luftfeder ist der Balg als Membran ausgebildet, welche eine Begrenzung des Federhubes bewirkt. Bei einer solchen Konstruktion ist eine u. U. sehr beträchtliche mechanische Beanspruchung der Membran gegeben, durch die sie frühzeitig brechen oder reißen kann.

Die erfindungsgemäße Luftfeder kennzeichnet sich demgegenüber durch einen zylindrischen, metallenen Federluft-Topf, einen hohlen und luftdichten Kolben mit sich verjüngenden Seitenwänden, dessen mit einer Öffnung versehene Stirnfläche in der normalbelasteten Lage vom offenen Topfende aufgenommen wird und mit dessen Rand annähernd bündig liegt, einen aus elastischem Material bestehenden Formschlauch, dessen Außenkante mit dem offenen Topfrand dichtend abschließt und dessen Innenkante in gleicher Weise mit der Kolbenstirnfläche verbunden ist, wodurch er mit dem Topf und dem Kolben eine Hauptluftkammer bildet, einen im wesentlichen undehnbaren, den Formschlauch kreisringförmig umfangenden Bandstreifen, dessen oberer Rand in einer Wulst endet, die. von einem im offenen Topfrandteil befindlichen Fangraum aufgenommen wird, während der untere Rand einen in ihm angeordneten metallenen Ring in einer solchen Lage hält, daß er in der Normallast-Stellung zwischen der Kolbenstirnfläche und dem Kolbenboden liegt und

Luftfeder, insbesondere für Fahrzeuge,

bei der zwischen Rad und Fahrgestell

ein luftgefüllter federnder Balg

angeordnet ist

Anmelder:

The General Tire & Rubber Company,
Akron, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner,

Berlin-Grunewald,

und Dipl.-Ing. H. Tischer, München-2, Tal 71,
Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 12. Dezember 1957 (Nr. 702 366)

Charles Oliver Slemmons, Akron, Ohio,
und Bruce Odell Bordenkircher,
Cuyahoga Falls, Ohio (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

aus dem Formschlauch eine zwischen diesem Ring und dem Kolbenboden sich bildende Schlaufe bildet.

Eine so ausgebildete Luftfeder besitzt den Vorteil geringerer Bauhöhe bei voller Kompression, wobei der Balg keinerlei Begrenzungsbeanspruchung in der Bewegung aufzunehmen hat. Darüber hinaus kann das Fahrzeug bei etwaiger Beschädigung der Luftfeder keinen Schaden nehmen, da die Teile sich seitlich nicht unbeschränkt gegeneinander bewegen können; außerdem kann der Luftfederkolben und der ihm gegenüberliegende Teil verschiedene zueinander geneigte Längsachsen haben, ohne daß die Arbeit der Luftfederung darunter leidet. Die Luftfeder gemäß der Erfindung ist daher leicht in die Federungssysteme von Kraftfahrzeugen einzubauen, da sie nicht viel Platz beansprucht und besitzt bei geringer Wartung eine große Lebensdauer.
Die Zeichnungen geben folgende Darstellungen:

209 558/283

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Luftfeder, die zwischen dem Fahrzeugrahmen und dem Fahrgestell eingebaut ist;

: Fig. 2 ist ein vergrößerter Querschnitt der Luftfeder von Fig. 1 in ihrer normalen oder mittleren Lage;

Fig. 3 ist ein Querschnitt der Luftfeder gemäß Fig. 1 in fast völlig zusammengedrückter Lage;

Fig. 4 ist ein Querschnitt der Luftfeder gemäß Fig. 1, währendeiesidtahrer größtenRückpraMstellungnähert;

Fig. 5 ist ein vergrößerter Querschnitt, der die einzelnen Bestandteile des Formschlauches und die biegsame Verstärkung zeigt.

Die Luftfeder nach der Erfindung besteht aus einem zylindrischen, an einem Ende offenen metallenen Topf 1, aus einem Kolben 3 mit konisch sich verjüngenden Wandteilen, der von dem offenen Topfende aufgenommen wird, und aus einem Formschlauch 2, der die Ränder des Topfes mit den Kanten der Kolbenstirnfläche verbindet und so eine geschlossene, luftdichte Druckkammer bildet. Der Oberteil des Form-Schlauches ist mit einem biegsamen, undehnbaren Streifen 4 versehen, der einen unteren metallenen Ring 5 besitzt und zur Begrenzung der Ausdehnung des Formschlauches beiträgt.

Der zylindrische Topf 1 ist an einem Ende offen und sitzt so auf dem Fahrzeugrahmen 22, daß sein offenes Ende von diesem abgekehrt liegt. Ein Kolben 3 mit sich nach innen verjüngenden Seitenwänden 12 ist am Fahrgestell befestigt und wird von dem offenen Topfende aufgenommen. Ein biegsamer Formschlauch 2 aus gummiähnlichem Material erstreckt sich von der Kante der Kolbenstirrifläche 11 bis zum offenen Randteil 17 des Topfes, wobei er eine Schlaufe 34 neben der Kolbenseitenwand bildet und eine luftdichte Druckkammer umgrenzt.

Die Formschlauch-Wulst 8 am äußeren Rand desselben paßt in den im offenen Randteil des Topfes vorgesehenen Fangraum 21 und die Kolbenwulst 9 am inneren Rand des Formschlauches paßt in den Fangraum 10, der sich im Kantenteil der Kolbenstimfläche 11 befindet. Die Innenwände des Formschlauches, die Kolbenstirnfläche und die Innenwände des Topfes begrenzen zusammen die eigentliche Druckkammer.

Ein metallener Ring 5 ist an der Formschlauchaußenseite unterhalb der Kolbenstirnfläche — wenn diese die Mittellage einnimmt—und neben der Schlaufen- oder Rollwand des Formschlauches angeordnet, um diesen zusammenzuhalten und seine Berstfestigkeit sowie den Betriebsdruck zu erhöhen. Ein biegsamer und undehnbarer Streifen 4, der konzentrisch außerhalb des Formschlauches zwischen dem Ring 5 und dem offenen Topfrand angebracht ist, dient dazu, den Ring 5 in der richtigen Lage (wie gezeigt) zu halten und den Oberteil des Formschlauches zusammenzuhalten. Die Wulst 6 an dem dem Ring entgegengesetzten Streifenrand paßt in die Hülse 7 am Randteil des Topfes, unterhalb der Formschlauch-Wulst 8.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird der Topf an der Nahtstelle 26 mit der Platte 23 verschweißt. Die Platte 23 wird dann durch Schrauben 24 und Muttern 25 an dem Fahrzeugrahmen befestigt. Der Kolben besitzt einen konkaven Boden 15, an dem eine Stiftschraube . 18 sowie ein Verstärkungsring 16 angeschweißt sind. Die Stiftschraube 18 wird mittels der Mutter 19 am Fahrgestell 20 angeschraubt. Wenn erwünscht, kann die Anordnung des Topfes und des Kolbens auch umgekehrt erfolgen, d. h., der Topf kann auch am Fahrgestell und der Kolben am Rahmen befestigt werden.

Die Kolbenseitenwand verjüngt sich leicht unterhalb des Mittelteils 14, um zwischen dem Ring 5 und der Kolbenseitenwand 12 genügend Zwischenraum zu lassen, in dem während der Auf- und Abbewegung des Kolbens die Formschlauch-Schlaufe Platz findet. Wenn, wie in Fig. 2 gezeigt, der Kolben die Mittellage einnimmt, sollte sich der verjüngte Seitenwandteil unmittelbar unterhalb des Schlaufenbodens des Formschlauches befinden. Bei dieser Anordnung wird, wenn der Kolben sich zum Topf hin bewegt und fast völlig in diesen eingeschoben ist, die Schlaufe nicht umgeklappt oder geknickt und der Formschlauch nicht gefaltet. Weiterhin.wird, wenn sich der Kolben seiner voll eingeschobenen Lage nähert, die Nutzfläche vergrößert und die Federwirkung verstärkt, da der Schlaufenboden dabei seitlich nach außen gedrückt wird.

Bei der gezeigten Anordnung kann der Zwischenraum zwischen der Kolbenseitenwand 12 und dem herabhängenden Randteil 17 des Topfes relativ klein gehalten und dabei gleichzeitig eine Schlaufe im Formschlauch vorgesehen werden.

Die Einzelteile des Formschlauches sind aus Fig. 5 ersichtlich. Derselbe wird vorzugsweise aus Reifenkarkassen-Gummi mit Kordverstärkung, gegebenenfalls mit einer luftdichten Innenschicht, hergestellt. Er kann aus Polyurethan-Gummi und anderen luftdichten, biegsamen und wetterbeständigen Materialien bekannter Art bestehen.

Grundsätzlich ist sein Aufbau ähnlich demjenigen eines Reifenunterbaues und besteht aus Wülsten 8 und 9, Verstärkungsgewebe 28 und Gummidecksehichten 13 und 30. Die Gummischicht 30 besitzt einen verdickten Teil 31 an der Innenseite des Streifens 4, um diesen in der richtigen Stellung zu halten und den Formschlauch zu gestalten. Der Streifen 4 besteht aus einem unteren Ring 5 und einer oberen Wulst 6; er ist mit Verstärkungsgewebe 29 sowie mit einer inneren und einer äußeren Gummischicht 32 und 33 versehen. Seine Verstärkung ist derart, daß er seitlich weitgehend undehnbar, dabei jedoch biegsam bleibe" Der Streifen 4 hält den Ring 5 in der richtigen Stellung, gestaltet den oberen Formschlauchteil und schützt den Formschlauch vor Straßenkies, Steinen u. dgl. Der Formschlauch erhält durch Pressen und Vulkanisieren seine in Fig. 2 in der Mittellage gezeigte Form. Er ist im wesentlichen zylindrisch und weist an jedem Ende innere bzw. äußere Ränder auf. Der Außenrand enthält die Topfwulst und der Innenrand die Kolbenwulst. Im Querschnitt ähnelt der Formschlauch einem Paar U-förmiger Teile, die sich an beiden Seiten neben den Kolbenseitenwänden befinden, wobei der Boden des »U« der rollenden Schlaufe entspricht, während das innere obere Ende desselben in die Kante der Kolbenstirnfläche paßt und das äußere obere Ende im Topfrand sitzt. In der Mittellage befindet sich die Außenseite des »U« über seiner Innenseite.

Die Wirkungsweise der Luftfeder ist in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellt. Fig. 2 zeigt die mittlere oder normalbelastete Lage. In Fig. 3 ist die Luftfeder fast völlig zusammengedrückt; Fig. 4 zeigt deren vollen Rückprall.

Hohe Betriebsdrücke veningem die Knickung, indem sie die rollende Formschlauchschlaufe sowohl während des Zuisammendrückens als auch während des Rückpralls rund halten; in letzterem Fall verringern sie die Beanspruchung des Formschlauches, die die Berstfestigkeit und Haltbarkeit desselben herabsetzt.

Schließlich erlaubt die erfindungsgemäße Anordnung störungsfrei größere seitliche oder andere Verlagerungen des Kolbens und des Topfes sowie einen größeren Hub bei gleicher Schließhöhe.

Claims (1)

1. 5 PATENTANSPRUCH:

   Luftfeder, insbesondere für Fahrzeuge, bei der zwischen Rad und Fahrgestell ein luftgefüEter federnder Balg angeordnet ist, der im Bereich des Luftfederbalgteiles einen hohlzyunderförmigen Federungsraum umschließt, gekennzeichnet durch - einen zylindrischen, metallenen Federluft-Topf (1), einen hohlen und luftdichten Kolben (3) mit sich verjüngenden Seitenwänden (12), dessen mit einer Öffnung versehene Stirnfläche in der normalbelasteten Lage vom offenen Topfende (17) aufgenommen wird und mit dessen Rand annähernd bündig liegt, einen aus elastischem Material bestehenden Formschlauch (2), dessen Außenkante mit dem offenen Topfrand (17) dichtend abschließt und dessen Innenkante in gleicher Weise mit der Kolbenstirnfläche verbunden ist, wodurch er mit dem Topf und dem Kolben eine Hauptluftkammer bildet, einen im wesentlichen undehnbaren, den Formschlauch kreisringförmig umfangenden Bandstreifen (4), dessen oberer Rand in einer Wulst (6) endet, die von einem im offenen Topfrandteil befindlichen Fangraum (7) aufgenommen wird, während der untere Rand einen in ihm angeordneten metallenen Ring (5) in einer solchen Lage hält, daß er in der Normallast-Stellung zwischen der Kolbenstimfläche und dem Kolbenboden (15) liegt und aus dem Formschlauch eine zwischen diesem Ring und dem Kolbenboden sich bildende Schlaufe (34) bildet.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Britische Patentschriften Nr. 400 616, 773 069.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 209 558/283 3.