DE1132007B

DE1132007B - Abfederung der Raeder eines Fahrzeuges gegenueber dem Fahrzeugrahmen mittels Druckmittelfederkoerper fuer jedes Rad

Info

Publication number: DE1132007B
Application number: DED30001A
Authority: DE
Inventors: Raymond John Davies; John Turnbull
Original assignee: Dunlop Rubber Co Ltd
Current assignee: Dunlop Rubber Co Ltd
Priority date: 1958-02-15
Filing date: 1959-02-13
Publication date: 1962-06-20
Also published as: FR1220303A; US3025076A; GB908693A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

D 30001 n/63c

ANMELDETAG: 13. FEBRUAR 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER

AUSLEGESCHRIFT: 20. JUNI 1962

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abfederung der Räder eines Fahrzeuges gegenüber dem Fahrzeugrahmen mittels Druckmittelfederkörper für jedes Rad, wobei die Drackmittelfederkörper jeder Fahrzeugseite über einen zwischen ihnen angeordneten Druckmittelübertragungskörper in Wechselbeziehung zueinander stehen.

Während bei den bekannten Abfederungen dieser Art die in Wechselbeziehung zueinander stehenden Druckübertragungsflächen stets gleichbleiben, ist nach der Erfindung der Druckübertragungskörper von zwei miteinander gekuppelten Druckmittelfederkörpern gebildet, die so gestaltet sind, daß ihre wirksame Druckfläche bei Druckanstieg des Druckmittelfluides zunimmt. Zweckmäßig sind die als Druckübertragungskörper dienenden Druckmittelfederkörper aus je einem Druckmittelzylinder mit frei darin verschiebbaren Kolben gebildet, wobei die Kolben die Form von Kegelstümpfen haben und mit dem zugeordneten Zylinder durch eine die beiden Teile miteinander verbindende Membran gekuppelt sind, die sich bei der gegenseitigen Verschiebung der Teile auf dem Kegelstumpfmantel bzw. der Innenwand des betreffenden Zylinders abwälzt, und wobei ferner die beiden Kolben fest miteinander verbunden sind.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß sich die wirksamen Flächen der Druckübertragungskörper nach einer linearen Funktion ändern. Es ergibt sich somit eine Stoßdämpfung, die mit den bekannten Ausbildungen nicht erreicht werden kann, und es werden die Fahreigenschaften eines mit der neuen Abfederung versehenen Fahrzeuges beim Überrollen von Fahrbahnerhöhungen oder -Vertiefungen wesentlich verbessert.

Die Erfindung ist an Hand des in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Schaubild eines Fahrgestells mit der neuen Abfederung und

Fig. 2 einen Achsenschnitt durch eines der Druckübertragungsglieder in größerem Maßstab.

Die Räder la, 2 a, 3a, 4a des Fahrzeuges sind durch Luftfedern 1, 2, 3, 4 abgefedert, die zwischen den Längsträgern 9 des Fahrgestells und den die Räder tragenden Pendelarmen 5, 6, 7, 8, die an den Längsträgern 9 angelenkt sind, angeordnet sind.

Jede Luftfeder besteht aus einem an dem betreffenden Längsträger 9 befestigten BecherlO und einem frei in diesen einschiebbaxen Kolben 11, der von dem betreffenden Pendelarm getragen ist und einer schmiegsamen Ringmanschette 12, deren Außenrand am BecherlO und deren Innenrand am Kolben ll befestigt ist.

Abfederung der Räder eines Fahrzeuges gegenüber dem Fahrzeugrahmen mittels Druckmittelfederkörper für jedes Rad

Anmelder:

Dunlop Rubber Company Limited, London

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Rathmann, Patentanwalt, Frankfurt/M., Neue Mainzer Str. 40-42

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 15. Februar 1958 (Nr. 4998)

Raymond John Davies und John Turnbull, Coventry, Warwickshire (Großbritannien), sind als Erfinder genannt worden

Die vorderen Pendelarme 5, 6 sind mit den rückwärtigen Enden an den Längsträgern 9 angelenkt und tragen an den nach vorn gerichteten Enden die Vorderachse 13, während die hinteren Pendelarme 7, 8 mit den vorderen Enden an den Längsträgern angelenkt sind und an den hinteren Enden die Hinterachse 14 aufnehmen. Die die Hinterachse abstützenden Luftfedern 3, 4 sind auf Stützböcken 15 der Pendelarme 7, 8 angeordnet.

Jeder Längsträger 9 nimmt etwa in der Mitte zwischen den Vorderrädern la, la und den Hinterrädern 3 a, 4 a je ein Druckübertragungsglied 16, 17 bzw. 16 a, 17 a auf, die ebenfalls als Luftfedern ausgebildet sind und gleichachsig hintereinanderhegen. Jedes dieser Druckübertragungsglieder besteht aus einer Grundplatte 18, die von dem freien Schenkel eines Lagerwinkels 19 des Längsträgers aufgenommen sind, und einem von der Grundplatte 18 getragenen Zylinder 20, der mit der Grundplatte 18 einen Becher bildet. Zwischen einem Endflansch des Zylinders 20 und einem Klemmring 22 ist der Außenrand einer Ringscheibenmembran 21 eingespannt. Der Klemmring 22 ist durch Schraubbolzen 23 an dem Flanschrand des Zylinders 20 gehalten.

Der Innenrand der Membran. 21 ist zwischen der Stirnfläche eines frei in den Becher 18, 20 einschieb-

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baren Kolbens 25 und einer Klemmplatte 24 eingespannt, die an der Stirnfläche durch Muttern 23' gehalten ist. Der Kolben 25 hat die Form eines sich nach dem Becher 18, 20 hin verjüngenden Kegelstumpfkörpers. Die beiden achsgleich angeordneten Kolben 25 sitzen an den beiden Stirnflächen eines sie verbindenden Kuppelstücks 27.

Die von den Luftfedern 18, 20 gebildeten Druckübertragungsglieder 16, 17 bzw. 16 a, 17 a sind durch Leitungen 28, 29 bzw. 28 a, 29 a an die Druckräume der zugeordneten Luftfedern 1, 4 bzw. 2, 3 angeschlossen.

Die Klemmringe 22 für die Membran 21 sind mit gegen die Kolben 25 vorgezogenen Zylinderleitflächen 30 versehen.

Die Anordnung ist so getroffen, daß die Umkehr der Membranen 21 in dem Bereich zwischen den Zylinderleitflächen 30 und den in diese eindringenden Kolben 25 liegt, wobei in jeder Stellung der Teile 30, 25 zueinander der jeweilige Mittelpunkt des Umkehrradius auf einer KegelmantelHnie a-a bzw. b-b nach der Fig. 2 liegt, die der Neigung des Kegelstumpfkolbens 25 folgt.

Die mittlere wirksame Fläche jeder Membran ist proportional dem mittleren, wirksamen Umkehrdurchmesser. In der Stellung nach der Fig. 2 ist der Abstand der beiden Krümmungsmittelpunkte 21a, 21 b voneinander gleich und die wirksamen Flächen beider Membranen 21 sind daher ebenfalls einander gleich.

Beim Verschieben des Kuppelgliedes 27 in der einen oder anderen Richtung wird die wirksame Fläche derjenigen Membran vergrößert, deren Umkehrscheitel sich von dem Druckmittelraum wegbewegt, so daß sich der Durchmesser 21 a, 21 b vergrößert. Dadurch wird aber der jeweils andere Kolben 25 weiter in den Zylinder 18, 20 eingeschoben, so daß der Umkehrscheitel dieser Membran in Richtung auf die betreffende Grundplatte zurückgedrängt wird. Der Durchmesser 21 a, 21 b wird auf dieser Seite des Aggregats kleiner, so daß auch die wirksame Fläche dieser Membran kleiner wird.

Da der Mittelpunkt des Umkehrradius der Membranen auf der Mantellinie eines Kegels wandert, ist die Änderung in der wirksamen Fläche der Membran bei dieser Wanderung eine Funktion der linearen Bewegung der Kegelkolben 25.

Bei einem Druckanstieg etwa in dem Federkörper 16 (Fig. 1) wird der Kegelkolben 25 dieses Federkörpers aus dem Becher 18, 20 verdrängt, wodurch die wirksame Fläche der zwischen diesen Teilen eingespannten Membran vergrößert und gleichzeitig der Kolben des Gegenfederkorpers 17 in den zugeordneten Becher hineingeschoben und hierdurch die wirksame Fläche dieser Membran verkleinert wird.

Bei stehendem, unbelastetem Fahrzeug befindet sich das Federsystem jeder Seite im Gleichgewicht, wobei das Produkt aus dem Druck in den vorderen Luftfedern 1, 2 und der wirksamen Fläche der diesen Luftfedern 1, 2 zugeordneten Übertragungsfederkörpern 16, 16 a gleich ist dem Produkt aus dem Druck in den hinteren Luftfedern 3, 4 und der wirksamen Fläche der diesen Luftfedern 3,4 zugeordneten Übertragungsfedern 17 a, 17.

Die erfindungsgemäße Ausbildung arbeitet wie folgt:

Bei einem beladenen und in Fahrt befindlichen Fahrzeug wird beim Auftreffen eines der Vorderräder la, 2a auf eine Straßenflächenerhöhung das betreffende Vorderrad gegenüber dem Fahrzeugrahmen angehoben, so daß der Kolben 11 der betroffenen vorderen Luftfeder 1 oder 2 in den zugeordneten BecherlO gedrückt wird. Der Druck des Übertragungsmittels in dem betreffenden BecherlO und in dem an diesen angeschlossenen Übertragungsfederkörper 16 bzw. 16 a steigt an, so daß der Rahmen des Fahrzeuges die Neigung hat, sich über dem betreffenden Rad ebenfalls anzuheben. Da aber die Steigerung ίο des Druckes in dem betreffenden vorderen Federkörper 1 bzw. 2 über die Leitungen 28 bzw. 28 a auf den angeschlossenen Übertragungsfederkörper 16 bzw. 16 a weitergegeben wird, wird die wirksame Fläche der Membran 21 in diesem Federkörper 16 bzw. 16 a vergrößert und der Kolben 25 dieses Federkörpers wird ausgeschoben.

Dadurch wird über das Kuppelglied 27 der Kolben 25 des jeweils hinteren Übertragungsfederkörpers 17 bzw. 17 a in den zugeordneten Becher 18, 20 eingeschoben und dadurch die wirksame Fläche der Membran dieses Übertragungsfederkörpers verringert. Damit ist aber eine Drucksteigerung in dem jeweils betroffenen hinteren Federkörper 4 bzw. 3 verbunden, wobei diese Drucksteigerung erst aufhört, wenn das Produkt aus dem Druck in dem jeweils hinteren Federkörper 4 bzw. 3 und der wirksamen Fläche der Membran des zugeordneten Druckübertragungskörpers 17 bzw. 17a gleich ist dem Produkt des Druckes in dem jeweils in Anspruch genommenen vorderen Federkörper 1,2 und der wirksamen Fläche der Membran 21 des jeweils nachgeordneten Übertragungsgliedes 16 bzw. 16a.

Das betreffende Hinterrad 4a, 3 a rollt dabei noch auf der Fahrbahn und hat das dem zugeordneten Vorderrad beeinflussende Hindernis noch nicht erreicht. Es wird also durch die Drucksteigerung in dem das Hinterrad abfedernden System der Fahrzeugrahmen über diesem Hinterrad angehoben, so daß das Hinterrad ohne Nickbewegung des Fahrzeuges über das Hindernis fahren kann.

Durch die neue Ausbildung wird somit die dem Fahrzeug eigene Neigung zu Nickbewegungen beim Überfahren von Weflungen in der Fahrbahn weitgehend ausgeglichen.
Jede Mehrbelastung der Federkörper der Vorderräder oder Hinterräder wird durch Gegenbelastung des jeweils zugeordneten Hinter- oder Vorderrades aufgefangen und ausgeglichen, wobei es gleichgültig ist, ob die Luftfedern der Vorderräder auf den gleichen oder einen anderen Druck als die Luftfedern der Hinterräder eingestellt sind.

Dabei wirken die Luftfederglieder über die Übertragungsglieder gleichsam als Stoßdämpfer. So werden bei zusätzlicher Belastung etwa der Federkörper 1 und 4 deren Kolben 11 in die Becher 10 um den gleichen Betrag eingeschoben, so daß in jedem Federkörper 1, 4 und in den jeweils angeschlossenen Übertragungskörper 16, 17 der gleiche Druckanstieg eintritt. Damit tritt aber kaum eine merkliche Bewegung in der Lage der Kolben 25 der Übertragungskörper 16, 17 ein, wodurch die Laufräder la, 4a zur Haftung an der Fahrbahn gezwungen sind.

Die Übertragungskörper 16,16 a bzw. 17, 17 a können auch durch Federrohre mit wellenförmigem Verlauf der Wandung ersetzt sein, wie auch an Stelle der Federkörper 1, 2, 3, 4 andere, sonst bekannte Ausbildungen von Luft- oder Druckmittelfedern verwendet werden können.

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Die Druckmittelfüllung jedes einzelnen Federkörpers kann dabei einzeln eingeregelt und durch sonst bekannte Anzeigeglieder überwacht werden. Auch kann als Druckmittel an Stelle von Luft oder Gas eine Flüssigkeit verwendet werden, wie es auch möglieh ist, die Hauptabfederungen der Räder unter einen Flüssigkeitsdruck und die Abfederung der Druckübertragungsmittel unter einen Gasdruck oder umgekehrt zu stellen.

Es kommt auch nicht auf die Lage und Anordnung der miteinander zusammenwirkenden Druckübertragungsglieder an, für deren Wirksamkeit nur Voraussetzung ist, daß sie eine gegenseitige Beeinflussung der angeschlossenen Federkörper bewirken.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Abfederung der Räder eines Fahrzeuges gegenüber dem Fahrzeugrahmen mittels Druckmittelfederkörper für jedes Rad, wobei die Druckmittelfederkörper jeder Fahrzeugseite über einen zwischen ihnen angeordneten Druckmittelübertragungskörper in Wechselbeziehung zueinander stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck-

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Übertragungskörper von zwei miteinander gekuppelten Druckmittelfederkörpern (16,17) gebildet ist und diese so gestaltet sind, daß ihre wirksame Druckfläche bei Druckanstieg des Druckmittelfluides zunimmt.

2. Abfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Druckübertragungskörper dienenden Druckmittelfederkörper (16,17) aus je einem Druckmittelzylinder (20) mit frei darin verschiebbaren Kolben (25) bestehen, wobei die Kolben (25) nach einem Kegelstumpf ausgebildet und mit dem zugeordneten Zylinder (20) durch eine die beiden Teile verbindende Membran (21) gekuppelt sind, die sich bei der gegenseitigen Verschiebung auf dem Kegelstumpfmantel bzw. der Innenwand des Zylinders (20) abwälzt, und die beiden Kolben (25) fest miteinander verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 804 513, 837 551, 881054, 1006 275;
deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1729 516.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen