DE1675634B1 - Feder-daempfer-element fuer fahrzeuge - Google Patents

Description

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kannt, der sich zusammensetzt aus zwei teleskopisch zeugachse auftreten, nicht möglich ist. Bei dieser zueinander verschiebbaren Zylindern, die über KoI- pneumatischen, unter hohem Druck arbeitenden Febenringe gegeneinander abgedichtet sind, einem Zy- der ist eine Anpassung des Luftdrucks im Federlinderdeckel auf dem im äußeren Zylinder geführten gehäuse an die statisch auf die Feder wirkende Last Ende des inneren Zylinders und einem im inneren 5 nicht vorgesehen.

Zylinder geführten Kolben, der an einer Kolben- Aus der USA.-Patentschrift 2 818 249 ist ein Festange befestigt ist, die durch den Deckel des inneren der-Dämpfer-Element mit hydraulischer Dämpfung Zylinders geführt und am äußeren Zylinder befestigt bekannt, bei dem eine Stahlschraubenfeder in der ist. Dieser Schwingungsdämpfer weist einen inneren Wand eines hohlzylindrischen, faltenbalgartigen in Raum und zwei äußere Räume auf, die über Drossel- io Achsrichtung nachgiebigen Gummikörpers angeordorgane, welche im Kolben und im Deckel des inne- net ist und im Innenraum des Gummikörpers der hyren Zylinders angeordnet sind, mit dem inneren draulische Dämpfer untergebracht ist. Der Schwin-Raum verbunden sind. Beim Zusammenschieben des gungsdämpfer setzt sich zusammen aus zwei mit Dämpfers vergrößert sich der innere Raum um das Dämpfungsflüssigkeit gefüllten, luftdichten Kam-Maß, um das sich jeder der beiden äußeren Räume 15 mern, von denen eine Kammer beim Einfedern kleiverkleinert. Dabei strömt ein Teil der Luft von den ner und die andere Kammer um das gleiche Maß beiden äußeren Räumen durch die Drosselorgane in größer wird und welche über Drosselorgane miteinden inneren Raum. Wenn die Fahrzeugfeder entlastet ander verbunden sind, die in einer an einem Ende wird, hat sie die Tendenz, die beiden Zylinder ausein- der Feder bzw. des Gummikörpers befestigten und in anderzuziehen, wodurch in den beiden äußeren Räu- 20 das Innere des Gummikörpers hineinreichenden, bemen ein Unterdruck entsteht, der ein plötzliches Zu- weglichen Wand angeordnet sind. Die beim Einferückschnellen der Fahrzeugfedern verhindert. Dieser dem größer werdende Kammer ist von einem falten-Dämpfer darf nur mit Umgebungsdruck arbeiten, balgartigen Gehäuseteil abgeschlossen, das je nach weil er sonst eine ausreichende Bedämpfung der Anordnung den beim Einfedern größer werdenden Ausfederung der Fahrzeugfeder nicht erzielen würde. 25 Raum durch sein Zusammenfalten oder durch sein Dieser Dämpfer wäre auch als Druckluftfeder un- Auseinanderfalten beim Einfedern vergrößert. Auch brauchbar, weil die Zylindergehäuse nicht hermetisch dieses Feder-Dämpfer-Element hat den Nachteil, daß gegeneinander _ abgeschlossen sind und er deshalb die Dämpfung nicht der auf die Feder wirkenden keine Last halten kann. Aus gleichem Grunde ist Last angepaßt werden kann.

seine Dämpfungsarbeit nicht an die auf die Feder 30 Aus der belgischen Patentschrift 537 348 sind Fewirkende Last anpaßbar. Ferner hat er den Nachteil, der-Dämpfer-Elemente bekannt, die hauptsächlich daß seine Drosselorgane beiderseits des inneren Rau- als hydraulische Dämpfer arbeiten und deren Fedemes, also in zwei verschiedenen Ebenen, angeordnet rungsraum der pneumatisch arbeitenden Feder als sein müssen. Für das Einfedern und auch für das Ausgleichsraum des Dämpfers dient.
Ausfedern sind jeweils gleichzeitig mindestens zwei 35 Bei einer Ausführungsform ist über einem in sich Drosselorgane wirksam. Die Einstellung der gleich- starren und den mit Gas gefüllten Federungsraum zeitig wirksamen Drosselorgane auf gleiche Dämp- aufnehmenden Gehäuse und innerhalb dieses Gehäufungsanteile ist sehr aufwendig. Sie ist bei diesem ses je ein faltenbalgartiges und mit Dämpferflüssig-Dämpfer aber nötig, um alle Teilvolumen gleichmä- keit gefülltes Gehäuseteil befestigt, die über Drosselßig an der Dämpfungsarbeit zu beteiligen. Schließlich 4° organe miteinander verbunden sind. Beim Einfedern hat dieser mit Atmosphärendruck arbeitende Dämp- verkleinert sich das über dem Starren Gehäuse befer den Nachteil, daß er zur Erzielung einer für ein findliche Gehäuseteil des Dämpfers, wobei die Kraftfahrzeug ausreichenden Dämpfung so groß di- Dämpferflüssigkeit durch die Drosselorgane in den mensioniert werden muß, daß sein Einbau im Fahr- anderen faltenbalgartigen Gehäuseteil gedrückt wird, zeug unzulässig viel Raum beanspracht. 45 der sich gegen den Druck des im Federungsraum be-Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 886 350 ist findlichen Gases ausdehnt. Bei einer anderen Auseine pneumatische Feder mit pneumatischer Dämp- führungsform ist das faltenbalgartige Dämpfergefung bekannt, bei der in einem rohrartigen Feder- häuse an der Unterseite des starren und den Fedegehäuse ein mit einer Drosselöffnung versehener KoI- rungsraum enthaltenden Gehäuses angeordnet, und ben geführt ist, dessen Kolbenstange mittels einer 5° der untere Teil des starren Gehäuses ist ebenfalls mit Gleitflächendichtung gegen das Federgehäuse abge- Dämpferflüssigkeit gefüllt, so daß beim Einfedern dichtet ist. Bei diesem Feder-Dämpfer-Element ist und Ausfedern stets ein Teil der Dämpfungsflüssigdas arithmetische Mittel aus Anfangs- und Enddruck keit durch die Drosselorgane hindurchgedrückt wird, größer als 70 atü, und zur hubabhängigen Änderung Eine mit dem Boden des faltenbalgartigen Gehäuseder Dämpfung wird der Drosselquerschnitt im KoI- 55 teils verschweißte Kolbenstange, die in der mit Drosben mittels einer am Federgehäuse befestigten, paral- selorganen versehenen Wand des starren Gehäuses IeI zur Zylinderachse des Federgehäuses verlaufen- gleitend geführt ist, trägt einen in diesem starren Geden und durch die Drosselöffnung geführten Stange, häuse geführten Kolben, der mit Drosselöffnungen deren Querschnitt sich über die Länge der Stange an- versehen ist. Zumindest im oberen Bereich des stardert, in Abhängigkeit vom Hub geändert. Dieses Fe- 60 ren Gehäuses ist Druckgas angeordnet, das mittels der-Dämpfer-Element ist für die Federung von Fahr- einer dünnen Trennwand oder zellenartiger Hüllen zeugen ungeeignet, weil einerseits die Feder wegen von der Dämpferflüssigkeit getrennt ist. Beim Einfeder geringen relativen Volumenänderung beim Ein- dem und Ausfedern wird die Dämpfungsflüssigkeit tauchen des Kolbens nur eine relativ geringe Trag- durch die Drosselorgane in der unteren Wand des kraft und eine niedrige Eigenfrequenz aufweist und 65 starren Gehäuses und durch die Drosselorgane im andererseits eine zuverlässige Abdichtung zwischen Kolben gedruckt. Dieses bekannte Feder-Dämpfer-Kolbenstange und Federgehäuse bei häufig und Element hat ebenfalls den Nachteil, daß die Dämpschnell wechselnden Kräften, wie sie an einer Fahr- fung lastunabhängig ist. Beim zweiten Ausführungs-

beispiel besteht der weitere Nachteil, daß die Drosselorgane in zwei verschiedenen Ebenen angeordnet sein müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile der bekannten Feder-Dämpfer-Elemente zu vermeiden und ein für Fahrzeuge geeignetes Feder-Dämpfer-Element zu schaffen, dessen Dämpfungswirkung sich selbsttätig mit der von der Feder aufzunehmenden Last erhöht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- ίο löst, daß bei einem Feder-Dämpfer-Element der eingangs beschriebenen Art der Raum des Dämpferteils mit Druckgas gefüllt ist und der auf der dem Raum des Dämpferteils abgewandten Seite der beweglichen Wand befindliche, beim Einfedern kleiner werdende Raum mit dem Federungsraum einen Raum bildet bzw. über Kanäle mit diesem verbunden ist. Bei diesem Feder-Dämpfer-Elemente bewirkt eine größere Last einen größeren Gasdruck im Federungsraum und im Raum des Dämpferteils. Die höhere Gasdichte hat eine Vergrößerung des dynamischen Differenzdruckes an den Drosselstellen zur Folge. Hierdurch wird bei größerer Last ein größerer Gasdurchsatz und damit ein größerer Energieumsatz, das heißt eine größere Dämpfungsarbeit, beim Ein- und Ausfedem erreicht. Mit der Last wächst im wesentlichen linear die Dämpfungsarbeit, wodurch eine ideale Anpassung des Dämpfungseffektes an die Federverhärtung erzielt wird. Während bei einer Luft- oder Stahlfeder mit hydraulischer Dämpfung die Dämpfungswirkung umso stärker vom optimalen Wert abweicht, je mehr die abzufedernde Masse von der Masse abweicht, auf die der Dämpfer ausgelegt ist, bleibt bei dem erfindungsgemäßen Feder-Dämpfer-Element das Verhältnis der jeweiligen Dämpfung zur optimalen Dämpfung bei sich ändernder Last etwa konstant. Weil für das Einfedern und für das Ausfedern nur jeweils ein Drosselorgan erforderlich ist, kann eine Abstimmung von gleichzeitig wirksamen Drosselorganen entfallen.

Herstellungstechnisch wirkt es sich günstig aus, daß wegen des verdoppelten Durchsatzes durch das einzelne Drosselorgan die Drosselquerschnitte nicht so extrem eng gewählt werden müssen, wie es bei bekannten Schwingungsdämpfern erforderlich wäre. Die bewegliche, beispielsweise als Kolben ausgebildete Wand des Dämpferteils kann von einer hohlen, an einem Teil des Federgehäuses befestigten Stange gehalten werden, in der dann die Drosselorgane angordnet werden können. Die Dämpfungswirkung kann zusätzlich dadurch hubabhängig gemacht werden, daß die Drosselquerschnitte in an sich bekannter Weise von Schrägnuten in der Stange oder einer sie umfassenden Hülse gebildet sind, deren Querschnitte sich in Längsrichtung der Schrägnuten verändern.

In der folgenden Beschreibung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Die Zeichnungen F i g. 1 und F i g. 2 zeigen Längsschnittansichten zweier erfindungsgemäßer Feder-Dämpfer-Elemente.

Das Feder-Dämpfer-Element nach F i g. 1 setzt sich zusammen aus einem äußeren Faltenbalg 1, der oben und unten durch Böden 2 und 3 geschlossen ist, und aus einem inneren Faltenbalg 4, der oben und unten durch Böden 5 und 6 abgeschlossen ist. Der obere Boden 6 des inneren Faltenbalges ist über ein Gestänge7 mit dem unteren Boden! des äußeren Faltenbalges 1 starr verbunden, und der obere Boden 3 des äußeren Faltenbalges 1 ist über ein Gestänge 8 mit dem unteren Boden 5 des inneren Faltenbalges 2 verbunden. Im oberen Boden 6 des inneren Faltenbalges 2 sind Drosselorgane 9 angeordnet. Dieses Feder-Dämpfer-Element weist einen Federungsraum 10 und einen mit Druckgas gefüllten (I Raum 11 eines Dämpferteils auf. Der Boden 5 des inneren Faltenbalges 4 bildet eine den Raum 11 des Dämpferteils beim Einfedern vergrößernde und beim Ausfedern verkleinernde bewegliche Wand. Beim Einfedern des äußeren Faltenbalges 1 wird der innere Faltenbalg 2 auseinandergezogen, und ein Teil der im Federungsraum 10 verdichteten Luft strömt durch das Drosselorgan 9 in den sich vergrößernden Raum 11 des inneren Faltenbalges 2. Beim Ausfedern ist die Luftbewegung mit Drosselung sinngemäß umgekehrt. Die ineinandergebaut dargestellten Volumina können auch in Tandembauart mit entspechenden Verbindungsleitungen angeordnet werden.

Das Feder-Dämpfer-Element nach Fig.2 setzt sich zusammen aus zwei gegeneinander beweglichen Gehäuseteilen 12 und 13, die über einen Rollbalg 14 gegeneinander hermetisch abgedichtet sind. Innerhalb dieses mit Druckgas gefüllten Gehäuses ist ein Dämpferteil angeordnet, das sich zusammensetzt aus einem mit dem unteren Teil 13 des Federgehäuses verbundenen Dämpfergehäuse 15, in dem eine beim A Einfedern oder Ausfedern bewegliche Wand 16 bzw. ™ ein Hilfskolben geführt ist, der über eine Stange 17 mit dem oberen Teil 12 des Federgehäuses verbunden ist. Die bewegliche Wand 16 trennt den inneren Raum 11 des Dämpferteils von einem Raum 18 ab, der über Kanäle 19 mit dem Federungsraum 10 verbunden ist. In einer Wand des Dämpferteils sind Drosselorgane 9 angeordnet, die den Raum 11 des Dämpferteils mit dem Federungsraum 10 verbinden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Raum und einen unteren, auf der anderen Seite des Patentansprüche: Kolbens befindlichen Raum, der sich beim Einfedern verkleinert und beim Ausfedern vergrößert und der

1. Feder-Dämpfer-Element für Fahrzeuge, be- mit dem Federungsraum verbunden ist. Im Kolben stehend aus einem Gehäuse mit einem über Roll- 5 des Dämpferteils sind in zwei Richtungen wirkende oder Faltenbälge hermetisch abgeschlossenen und Drosselorgane angeordnet, die den oberen Raum des mit Druckgas gefüllten Federungsraum und Dämpferteils mit dem unteren Raum verbinden, einem aus einem Gehäuse bestehenden Dämpfer- Beim Einfedern der Druckgasfeder vergrößert sich teil, dessen Raum sich beim Einfedern mittels der obere Raum des Dämpferteils, und die Dämpeiner beweglichen Wand vergrößert und beim io fungsflüssigkeit strömt durch die Drosselorgane im Ausfedern verkleinert und über Drosselorgane Kolben vom unteren Raum in den oberen Raum des mit einem auf der dem Raum des Dämpferteils Schwingungsdämpfers. Der Federungsraum steht abgewandten Seite der beweglichen Wand befind- über einen Anschlußstutzen und ein Ventil mit einer liehen, beim Einfedern kleiner werdenden Raum Druckluft- oder Druckgasquelle in Verbindung, so verbunden ist, der mit dem Federungsraum in 15 daß der Druck im Federungsraum stets der aufzu-Verbindung steht, wobei das Gehäuse des Dämp- nehmenden Last angepaßt werden kann. Der Fedeferteils an einem Teil des Federgehäuses und die rungsraum steht mit dem Raum des Dämpferteils bewegliche Wand des Dämpferteils an dem ande- über Drosselorgane und Rückschlagventile in Verbinren Teil des Federgehäuses befestigt ist, da- dung. Der untere, ringförmige und das Dämpfergedur ch gekennzeichnet, daß der Raum 20 häuse umgebende Teil des Federungsraumes dient (11) des Dämpferteils mit Druckgas gefüllt ist als Vorrats- und Ausgleichsraum der Dämpferflüs-

und der auf der dem Raum des Dämpferteils ab- sigkeit, die durch den Luftdruck im Federungsraum ^ gewandten Seite der beweglichen Wand (5 bzw. über die Rückschlagventile in den Dämpferteil zu- ^ 16) befindliche, beim Einfedern kleiner werdende rückgedrückt wird. Die an der Führung der Kolben-Raum (18) mit dem Federungsraum (10) einen 25 stange des Dämpferkolbens in den Federungsraum Raum bildet bzw. über Kanäle (19) mit diesem austretende Dämpferflüssigkeit wird im unteren Teil verbunden ist. des Federungsraumes gesammelt.

2. Feder-Dämpfer-Element nach Anspruch 1, Dieses bekannte Feder-Dämpfer-Element hat den dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (11) des Nachteil, daß zwar die Luft- oder Gasfeder der auf-Dämpferteils von einem innerhalb des Federge- 30 zunehmenden Last angepaßt werden kann, daß aber häuses (1, 2, 3) angeordneten, von zwei Böden die vom Dämpferteil bewirkte Dämpfungsarbeit von abgeschlossenen Faltenbalg (4) gebildet ist, des- der auf die Feder wirkenden Last unabhängig ist. Bei sen Böden an den jeweils entgegengesetzt liegen- diesem Feder-Dämpfer-Element ist deshalb entweder den Teilen (2, 3) des Federgehäuses befestigt bei hoher Belastung die Dämpfungswirkung zu gesind. 35 ring oder bei geringer Belastung die Dämpfungswirkung zu stark.

Diesen Nachteil vermeidet ein aus der von der El-

sevier Publishing Company herausgegebenen Veröffentlichung »FISITA 1960 — Proceedings of the 8th 40 international automobile technical congress« bekann-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Feder-Dämp- tes Feder-Dämpfer-Element, bei dem die Schwinfer-Element für Fahrzeuge, bestehend aus einem Ge- gungsdämpfung pneumatisch erfolgt und bei dem der häuse mit einem über Roll- oder Faltenbälge herme- mit Druckluft gefüllte Federungsraum über ein in tisch abgeschlossenen und mit Druckgas gefüllten zwei Richtungen wirkendes Drosselorgan mit einem Λ Federungsraum und einem aus einem Gehäuse beste- 45 Nebenraum verbunden ist, dessen Volumen konstant ™ henden Dämpferteil, dessen Raum sich beim Einfe- ist. Wie schon in der Veröffentlichung »FISITA 1960 dem mittels einer beweglichen Wand vergrößert und — Proceedings of the 8th international automobile beim Ausfedern verkleinert und über Drosselorgane technical congress« ausgeführt und in einem späteren mit einem auf der dem Raum des Dämpferteils abge- vom Verein Deutscher Ingenieure — Fachgruppe wandten Seite der beweglichen Wand befindlichen, 50 Fahrzeugtechnik — herausgegebenen Bericht über beim Einfedern kleiner werdenden Raum verbunden den internationalen automobiltechnischen Kongreß ist, der mit dem Federungsraum in Verbindung steht, »FISITA 1966 — Proceedings of the 8th internatiowobei das Gehäuse des Dämpferteils an einem Teil nal automobile technical congress« bestätigt wurde, des Federgehäuses und die bewegliche Wand des hat dieses bekannte Feder-Dämpfer-Element den Dämpferteils an dem anderen Teil des Federgehäuses 55 Nachteil, daß die Dämpfungsarbeit auf kleine Werte befestigt ist. beschränkt ist und daß deshalb dieses Feder-Dämp-

Bei diesem aus der französischen Patentschrift fer-Element wegen zu geringer Dämpfung im Bereich 879 bekannten Feder-Dämpfer-Element ist in- der Achsschwingungen als Fahrzeugdämpfer ungenerhalb des im wesentlichen von einem Faltenbalg eignet ist. Wird nämlich die Drosselung des zwischen umschlossenen Federungsraumes ein hydraulischer 60 dem Federungsraum und dem Nebenraum befindli-Schwingungsdämpfer angeordnet, der sich zusam- chen Drosselorgans über ein bestimmtes Maß vergrömensetzt aus einem Dämpfergehäuse, das mit dem ßert, so wird damit die Schwingungsdämpfung nicht unteren Teil des Federgehäuses verbunden ist, und erhöht, sondern lediglich die Druckluftfeder verhäreinem in diesem Gehäuse geführten Kolben, dessen tet.

Kolbenstange am oberen Teil des Federgehäuses be- 65 Aus der 1938 veröffentlichten USA.-Patentschrift festigt ist. Der Kolben unterteilt das Gehäuse des 2121339 ist zur Bedämpfung von Fahrzeugfedern Dämpferteils in einen oberen, sich beim Einfedern ein pneumatischer, mit Atmosphärendruck bzw. Umvergrößernden und beim Ausfedern verkleinernden gebungsdruck arbeitender Schwingungsdämpfer be-