DE1247881B - Gedaempfte Abfederung fuer Fahrzeuge, insbesondere Strassenfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Int. Cl.:

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

B62d

B 60g

Deutsche KL: 63 c - 42

Nummer: 1247 881

Aktenzeichen: L 2770611/63 c

Anmeldetag: 24. Mai 1957

Auslegetag: 17. August 1967

Die Erfindung betrifft eine gedämpfte Abfederung für Fahrzeuge, insbesondere für Straßenfahrzeuge, mit.einem rohrförmigen Gehäuse und einem dieses durchsetzenden zapfenförmigen Teil, die an den beiden Enden des Gehäuses jeweils durch eine federnde, am Innen- und Außenmantel stark haftend befestigte Rihgbüchse aus Gummi oder ähnlichem elastomerem Material relativ bewegüch miteinander verbunden sind, wobei niindestens die Innenfläche über einen starren Zwischenring am Zapfen angeschlossen ist und zwischen den ineinandersteckenden Teilen in dem nach außen durch die federnden Ringbüchsen abgedichteten Ringraum ein mit Flüssigkeit arbeitender Dämpfer untergebracht ist. Bei einer bekannten ' Abfederung dieser Art (deutsche Patentschrift 714 386) ist die Hauptfederungsbewegimg axial zur Gesamtanordnung gerichtet. Der Flüssigkeitsdämpfer arbeitet als üblicher Verdrängungsdämpfer mit Drosselwirkung in einem Ringspalt zwischen einer auf den zapfenförmigen Teil aufgesetzten dünnen Scheibe und dem Gehäuseinnenmantel. Bei radial gerichteten Stößen wirkt die dünne Scheibe als Anschlagbegrenzung. Auf Grund der kleinen Berührungsfläche kann das Dämpfungsmittel ein hartes metallisches Aufschlagen nicht verhindern. Radialbewegungen sind nur über die Eigendämpfung der Ringbüchsen aus Gummi gedämpft.

Bei einer anderen bekannten Abfederung nach der deutschen Patentschrift 926293 mit einem rohrförmigen Gehäuse und einem dieses Gehäuse durchsetzenden zapfenförmigen Teil unter Verwendung elastischer Ringbüchsen aus Gummi oder ähnlichem elastomerem Material zur relatiy beweglichen gegenseitigen Verbindung des Gehäuses und des zapfenförmigen Teiles dient als Dämpfung IedigKch die Eigendämpfimg des Werkstoffes der elastischen Büchsen, die zur Erzielung einer wirkungsvollen gedämpften Abfederung nicht ausreicht. In radialer Richtung bleibt bei dieser Anordnung nur ein sehr geringer Spalt, dessen Breite sich außerdem nur auf einen sehr kleinen Teil des Innemaumes zwischen den elastischen Büchsen erstreckt. Bei radialen Stößen können die Metallteile aufeinanderschlagen und unerwünschte Geräusche hervorrufen. Ein eigener Stoßdämpfer ist bei dieser bekannten Abfederung nicht vorgesehen.

Schließlich ist mit der deutschen Patentschrift 898830 auch schon ein Dämpfer bekannt, der mit einem hochviskosen Dämpfungsmittel in einem sehr engen Ringspalt zwischen einem zylinderförmigen Innenteil und dem Gehäusinnenmantel arbeitet, das auf Abscherung'beansprucht ist. Jedoch hat dieser

Gedämpfte Abfederung für Fahrzeuge,
insbesondere Straßenfahrzeuge

Anmelder:

Luxembourgeoise de Brevets et de
Participations Societe anonyme,
Luxemburg (Luxemburg)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. F. Eitner, Patentanwalt,
München 5, Erhardtstr. 8

Als Erfinder benannt:
Jean-Felix Paulsen, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 25. Juni 1956 (717 323)

bekannte Dämpfer keine Federelemente bzw. elastischen Büchsen, und ein federnd nachgiebig überwindbares Radialspiel ist in Ermangelung einer entsprechenden Federeinrichtung nicht vorhanden. Dieser Dämpfer ist entweder nur für axiale oder nur für drehende Bewegung ausgelegt.

Durch die Erfindung wird bezweckt, eine vornehmlich für Drehbewegungen ausgelegte Fahrzeugabfederung zu schaffen, welche bei einfacher Ausbildung eine bessere Dämpfungswirkung hat als die bekannten Fahrzeugfederungen und welche die bei solchen Fahrzeugabfederungen aus allen Richtungen kommenden Stöße in vorteilhafter Weise auffangen kann.

Die wesentliche Ausbildung gemäß der Erfindung besteht bei einer Abfederung der eingangs genannten Art in der Kombination, daß bei der im wesentlichen als Drehgelenk arbeitenden Fahrzeugabfederung der als Umdrehungskörper ausgebildete zapfenförmige Teil zwischen den federnden Ringbüchsen zur Innenfläche des rohrförmigen Gehäuses einen Ringspalt von sehr geringer radialer Ausdehnung frei läßt, der mit einem viskosen Dämpfungsmittel gefüllt ist.

In Verbindung mit dieser Kombination ist es in weiterer Ausbildung zweckmäßig, den Umdrehungskörper mit einem walzeirförmig verdickten Mittelteil zu versehen, der die innere Begrenzung des Ringspaltes bildet. Ferner ist es in Verbindung mit dieser Kombination vorteilhaft, ein viskoses Dämpfungsmittel zu verwenden, welches aus einem Polyiso-

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butylen mit einem zwischen 5000 und 25 000 hegenden Molekulargewicht besteht.

Durch die Erfindung wird eine kompakte, mit wenigen Teilen auskommende Abfederungsbauart geschaffen, die ein zusatzliches Dämpfergehäuse erübrigt und die eine erheblich verstärkte Dämpfung bewirkt, welche nicht allein auf der unzureichenden Eigendämpfung der elastischen Ringbüchsen beruht. Gleichzeitig übernehmen die beiden elastischen Büchsen in sehr einfacher Weise die Abdichtung des mit dem viskosen Dämpfungsmittel gefüllten Ringspaltes nach außen, wodurch besondere Dichtungen mit einem zusätzlichen Gehäuse erübrigt werden. Auch werden Geräuschbildungen aus unmittelbarer metallischer Berührung von Teilen praktisch vermieden, insbesondere bei radial gerichteten Stößen, da auch hierbei der Film des viskosen Dämpfungsmittels auf Abscherung beansprucht wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht.

F i g. 1 zeigt schrägbildlich die Außenansicht einer ersten Ausführung mit-einem Lenkerdreieck zur Verbindung eines Rades mit dem Fahrgestell eines Fahrzeugs, wobei das rahmenseitige Gelenk für das Lenkerdreieck gemäß der Erfindung ausgebildet ist;

F i g. 2 ist eine längs der Gelenkachse von F i g. 1 geschnittene Teilansicht;

F i g. 3 und 4 sind Querschnitte längs der Linie ΙΠ-ΙΠ bzw. rV-rV der F i g. 2;

F i g. 5 und 6 sind Abwandlungen der Ausführungen von F i g. 3 bzw. 4;

F i g. 7 und 8 zeigen in Seitenansicht bzw. in einer durch die Ebene der Gelenkachse geschnittenen Teilansicht einen Abfederungsarm für ein Motorrad mit einem Gelenk gemäß der Erfindung.

Bei der ersten Aüsfuhrungsform (F i g. 1 bis 4) ist ein mit einer zylindrischen Bohrung versehenes Gehäuse 1, welches einen Umdrehungskörper mit der Achse O-O' bildet, mit einem Fahrzeuggestell 2 durch Laschen 3 und Bolzen 4 verbunden.

Das Gehäuse 1 umschließt einen als dritte Seite eines Lenkerdreiecks dienenden zapfenförmigen Teil, der mit dem Gehäuse 1 das rahmenseitige Gelenk bildet. Die beiden anderen aus Armen 5 bestehenden, mit einem Rad oder einer Radachse des Fahrzeugs irgendwie verbundenen Seiten des Lenkerdreiecks können zusammen mit der Achse O-O' des Gehäuses 1 schwingen und geringfügig radial federn.

Hierfür ist an den beiden Enden der Bohrung des Gehäuses 1 je ein elastisches Gelenk angeordnet, deren jedes zwei starre zylindrische Umdrehungskörper bildende gleicbachsige Ringe aufweist, von denen der eine, 6, innen und der andere, 7, außen angeordnet ist. Diese Ringe sind durch eine federnde Ringbüchse 8 aus Gummi oder einem ähnhchen elastischen Werkstoff, welcher fest an den einander gegenüberliegenden Flächen haftet, insbesondere infolge einer Vulkanisierung, vereinigt.

Die Außenringe 7 sind in die Enden der Bohrung des Gehäuses 1 eingepreßt, und die Gelenke sind gegenüber der Länge dieser Bohrung so kurz, daß nach ihrem Einsetzen in dieselbe ein verhältnismäßig großer freier Zwischenraum D zwischen ihnen besteht.

Der die Tnnenringe 6 und die Bohrung- des Gehäuses 1 durchsetzende zapfenförmige Teil ist als Umdrehungskörper ausgebildet und im ganzen mit 9 be-881

zeichnet. Er hat einen walzenförmig verdickten zylindrischen Mittelteil 10, der sich zwischen den Innenringen 6 erstreckt und dessen Außendurchmesser nur sehr wenig kleiner als der Durchmesser der Bohrung des Gehäuses 1 ist, so daß ein Ringspalt 7 geringer Größe zwischen dem Mittelteil 10 und der Bohrung bestehenbleibt. An diesen Mittelteil 10 schließen sich zwei Außenteile 11 an, welche ebenfalls zylindrisch sind,' aber einen kleineren Durchmesser haben und ohne Spiel in die Innenringe 6 eingesetzt sind. Diese Außenteile 11 weisen je eine gerieften oder gezahnten Abschnitt 12 auf, auf welchen die Enden der Arme 5 aufgesetzt werden, sowie einen Gewindeteil 13, damit mit Hilfe von Muttern 14 die Arme 5 an den Innenringen 6, welche länger als die Außenringe 7 sind, und die Innenringe 6 selbst an den Schultern des Mittelteiles 10 des Umdrehungskörpers 9 festgezogen werden können, so daß die Arme 5, die Innenringe 6 und der Umdrehungskörper 9 auf Drehung um die Achse O-O' starr miteinander verbunden sind.

Der zwischen dem Mittelteil 10 und der Bohrung des Gehäuses 1 bestehende sehr kleine RingspaltJ (von ⁵/ioo bis einigen zehntel Millimetern) wird mit einem viskosen Dämpfungsmittel, das unabhängig von den erlittenen Abscherbeanspruchungen und der Dauer der Betriebsperioden, während welcher das Gelenk unbeweglich bleibt, viskos und zeitbeständig bleibt, gefüllt. Als ein solches Dämpfungsmittel haben sich Polymere, insbesondere Polyisobutylen, mit einem zwischen 5000 und 25 000 liegenden Molekulargewicht als geeignet erwiesen. Auch Mischungen solcher Polymere mit Polyisobutylen von einem etwa bei 80 000 hegenden Molekulargewicht sind gegebenenfalls zu verwenden.

Ein derartiges Gelenk arbeitet folgendermaßen: Wenn die Arme 5 infolge der Ausschläge des von ihren gemeinsamen Enden getragenen nicht abgefederten Teiles (Rad oder Radachse) um die Achse O-O' schwingen,' nehmen sie den Umdrehungskörper 9 mit, welcher dann gegenüber dem Gehäuse 1 schwingt.

Hieraus ergibt sich zunächst, daß die auf die Außenabschnitte 11 des Umdrehungskörpers 9 aufgepreßten Innenringe 6 gegenüber den Außenringen 7 gedreht werden, was eine hin- und hergehende Torsion der sie trennenden federnden Ringbüchsen 8 bewirkt. Ferner dreht sich der MittelteillO gegenüber dem Gehäuse 1, wodurch der diesen von dem Gehäuse 1 trennende, den Ringspalt 7 füllende Film des viskosen Dämpfungsmittels starken Abscherbeanspruchungen ausgesetzt wird, welche die Bremsung und somit die Dämpfung der Schwingbewegung der Arme 5 und somit des von diesen getragenen Rades oder der Radachse bewirken.

Diese Dämpferwirkung tritt zu der hinzu, welche von den intermolekularen Reibungen in der Gummimasse herrührt und verbessert diese beträchtlich. Bei den in Fahrzeugabfederungen immer auftretenden, im Gelenk radial gerichteten Stößen verhindert das im Ringspalt / befindliche viskose Dämpfungsmittel ein hartes metallisches Aufschlagen bei Dezentrierung des Umdrehungskörpers 9 gegenüber dem Gehäuse 1; denn auch hierbei tritt eine Abscherwirkung im Film auf. Die Stoßenergie wird über den Weg 7 abgebaut, so daß die Stoßkraft wesentlich herabgesetzt wird.

In F i g. 5 ist im Querschnitt eine andere Ausführungsform des elastischen Gelenks dargestellt, bei

Claims (3)

welcher der Außenring 7 weggelassen ist, dessen Rolle von dem Gehäuse 1 übernommen wird. Die Ringbüchsen 8 aus elastischem Werkstoff müssen natürlich stets in die Enden der Bohrung des Gehäuses 1 eingepreßt werden, so daß ursprünglich der Außendurchmesser der Ringbüchsen 8 erheblich größer als die Bohrung sein muß. Gemäß F i g. 6, welche im Querschnitt eine andere Ausführungsform des Mittelteiles des Umdrehungskörpers 9 zeigt, wird dieser Mittelteil durch eine Muffe IS1 gebildet, deren Werkstoff von dem der Außenteile, die funktionell den Außenteilen 11 der Fig. 2 entsprechen, verschieden sein kann. Die Muffe IS1 wird auf einen mittleren Kern 152 aufgeformt oder auf beliebige andere Weise aufgebracht. Der Kern 152 hat den gleichen Durchmesser wie die Außenteile, welche dann ihrerseits durch Verlängerungen des Kerns IS2 beiderseits der aufgesetzten Muffe 9 gebildet werden. In diesem Fall muß natürlich die aufgesetzte Muffe IS1 auf Drehung mit dem Kern 152 starr verbunden werden, z. B. mit Hilfe von an dem Umfang desselben vorgesehenen Antriebsriefen oder -verzahnungen 16. Bei der zweiten Ausführungsform (F i g. 7 und 8) wird das Gelenk für die Lagerung eines Radabfederungsarmes an dem Gestell eines Motorrades oder eines Skooters benutzt. Hierfür wird das Gehäuse 1 in das Gestell 17 des Motorrades eingebaut, und der Umdrehungskörper 9 30, ist an einer einzigen Seite an ein Ende eines Radabfederungsarmes 18 angesetzt, dessen anderes Ende den Achsschenkel 19 eines Rades 20 des Motorrades trägt. Dieser Radabfederungsarm 18 kann mit einer Schraubendruckfeder 21 für die sehr gut gedämpfte Abfederung des Fahrzeugs zusammenwirken. Die Einbringung des viskosen Dämpfungsmittels in den zwischen den eine Relativbewegung ausführenden Teilen vorgesehenen geringen Raum oder das geringe Spiel / kann unter Druck erfolgen, zweckmäßig werden jedoch vor dem Zusammenbau die zur Begrenzung des Spiels 7 bestimmten Oberflächen in diesen Stoff eingetaucht, worauf man sie so lange abtropfen und/oder trocknen läßt, daß die auf jeder dieser Oberflächen gebildete Oberflächenschicht aus dem viskosen Dämpfungsmittel eine Dicke hat, welche gerade etwas größer als der Ringspalt / ist. Bei dem späteren Zusammenbau der verschiedenen Teile ist man dann sicher, daß einerseits der Ringspalt / vollständig homogen mit. dem Dämpfungsmittel ausgefüllt ist und daß andererseits nur sehr geringe Verluste an Dämpfungsmittel durch Herausquetschen des Überschusses auftreten. Ferner können in der Seitenfläche des Gehäuses 1 kleine Löcher 22 (Fig. 2) angebracht sein, damit beim Zusammenbau die zwischen den elastischen Gelenken und dem vom viskosen Dämpfungsmittel umgebenen Umdrehungskörper 9 eingeschlossene Luft austreten kann. Diese Löcher 22 werden nach dem Zusammenbau verschlossen, um ein Austreten des Dämpfungsmittels und ein schädliches Eintreten von Fremdkörpern in das Innere des Gehäuses 1 zu verhindern. Mit Anspruch 1 ist nur die Gesamtkombination seiner Merkmale geschützt. Die Ansprüche 2 und 3 sind echte Unteransprüche und gelten nur in Verbindung mit dem Gegenstand von Anspruch 1. Patentansprüche:

1. Gedämpfte Abfederung für Fahrzeuge, insbesondere Straßenfahrzeuge, mit einem rohrförmigen Gehäuse und einem dieses durchsetzenden zapfenförmigen Teil, die an den beiden Enden des Gehäuses jeweils durch eine federnde, am Innen- und Außenmantel stark haftend befestigte Ringbüchse aus Gummi oder ähnlichem elastomerem Material relativ beweglich miteinander verbunden sind, wobei mindestens die Innenfläche über einen starren Zwischenring am Zapfen angeschlossen ist und zwischen den ineinanderstekkenden Teüen in dem nach außen durch die federnden Ringbüchsen abgedichteten Ringraum ein mit Flüssigkeit arbeitender Dämpfer untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei der im wesentlichen als Drehgelenk arbeitenden Abfederung der als Umdrehungskörper (9, 10, 11 bzw. IS₁, 15₂) ausgebildete zapfenförmige Teil zwischen den federnden Ringbüchsen (8) zur Innenfläche des Gehäuses (1) einen Ringspalt (/) von sehr geringer radialer Ausdehnung frei läßt, der mit einem viskosen Dämpfungsmittel gefüllt ist.

2. Abfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umdrehungskörper (9, 10, 11) einen walzenförmig verdickten Mittelteil (10) aufweist, der die innere Begrenzung des Ringspaltes (J) bildet.

3. Abfederung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das viskose Dämpfungsmittel aus einem Polyisobutylen mit einem zwischen 5000 und 25 000 Hegenden Molekulargewicht besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 714 386, 748 416,
830,926293;

deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1712161;
Zeitschrift »Transactions of the ASME«, vom Mai 1949, S. 389 bis'399.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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