DE1960198A1 - Federsystem - Google Patents

Description

Anmelder: Gerrit Hendrik van Leeuwen. Soestdi.ik/Holland Soesterengweg 2-4 Federsystem

Die Erfindung bezieht sieh auf ein Federsystem mit einer Federvorrichtung mit einem Federarm, der um ein Scharnier oder eine Scharnierlinie/ die abgefederte Masse drehbar ist> und mit " mindestens einer Feder, die mit dem Federarm und der abgefederten Masse verbunden ist.

Derartige Federsysteme sind bekannt und werden oft in der Konstruktion von Kraftwagen und.Motorrädern verwendet. Diese Federvorrichtungen weisen ebenso wie die anderen in Kraftwagenkonstruktionen u. dgl. verwendeten Federsysteme den Nachteil auf, daß sie nicht derart ausgebildet werden können, daß sie den Anforderungen, welche die Straßenlage stellt, sowie den Anforderungen, die für eine gute Federbequemlichkeit erforderlich sind, entsprechen.Ein zu flexibles Federsystem, das aus dem Gesichtspunkt einer guten Fahrbequemlichkeit ideal ist, ι hat ja den Nachteil, daß die Räder beim Fahren über ziemlich große Straßenunebenheiten übermäßig aufspringen, was zur Folge hat, daß der Griff auf die Straße verringert und die Straßenlage ungenügend wird. .

Die obengenannten Nachteile lassen sich durch das erfindungsgemäße Federsystem vermeiden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Federarm mit einer zweiten Federvorrichtung versehen ist,- die sich am beweglichen Gegenstand abstützt, gegenüber dem die bewegliche Masse abgefedert werden muß und der Federarm, bei dem es derart ausgebildet ist, daß die Federn der zweiten Federvorrichtung vorzugsweise zusammengedrückt werden können.

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Mit einem erfindungsgemäßen Federsystem, das bei einem Fahrzeug verwendet wird, lassen sich die kleinen Straßenunebenheiten durch die geschmeidige zweite Federvorrichtung nahezu völlig auffangen, während beim Fahren über Erhöhungen oder Vertiefungen die erste Federvorrichtung die Funktion der zweiten Federvorrichtung, die unter diesen Umständen nahezu völlig zusammengedrückt sein wird, übernehmen wird.

Nach der Erfindung kann man nach den Konstruktionsanforderungen, die Federn der zwei Federvorrichtungan an derselben Seite oder auf beiden Seiten der Scharnierlinie anordnen.

Das erfindungsgemäße Federsystem läßt sich mit den verschiedensten Federelementen, wie Schraubenfedern, Drehstabfedern, Luftfedern, Federn mit Dauer- und/oder Elektromagneten oder Kombinationen dieser Federtypen verwirklichen.

Nach der Erfindung kann der Abstützpunkt bzw. die Abstützpunkte der Scharnierbefestigung des Federarms der ersten Federvorrichtung selbstfedernd an der abgefederten Masse befestigt sein. In einer derartigen Ausführungsform werden die Federeigenschaften des Federsystems noch verbessert.

Bei Ausführungen, die als Fahrzeugfederung verwendet werden, wird die zweite Federvorrichtung vorzugsweise einen Federarm enthalten, der am Federarm der ersten Federvorrichtung scharnierend befestigt ist. An diesem zweiten Federarm läßt sich dann der Achszapfen für die Lagerung des Fahrzeugrades befesti - gen. ,

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Federsystems für ein Fahrzeug,

Fig. 2 eine Draufsicht des in Fig. 1 dargestellten Federsystems, bei dem manche Elemente deutlichkeitshalber nicht dargestellt sind,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines erfindüngsgemäßen Federsystems in Seitenansicht,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform in Seitenansicht ein« erfindungsgemäßen Federsystems, in dem eine Drehstabfeder verwendet wird,

Fig. 5 eine Draufsicht des in Fig. 4 dargestellten Federsystems,

Fig. 6.eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen; Federsystems mit zwei Drehstabfedern,

Fig. 7 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Federsystems mit zwei Drehstabfedern, die sich rechtwinklig kreuzen,

Fig. 8^ eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Federsystems für ein Motorfahrrad.

Die Ausführungsform des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Federsystems, das sich insbesondere zur Verwendung bei einem Fahrzeug eignet, enthält als wichtigsten Teil einen Arm 1, der um einen Achsstift 2 schwenken kann, welcher von irgend einem geeigneten Element des Fahrzeugfahrgestells getragen wird. Der Am i wird durch zwei identische S-förmige Profile la und 1d gebildet, deren Schenkel 3a und 4a bzw. 3d und 4b ungefähr parallel verlaufen. In der Nähe des Endes des Arms 1, das zur

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Innenseite des Fahrzeuges gerichtet ist, ist zwischen den zwei Schenkeln 3a und yo eine Platte 5 festgeschweißt, auf der ein Federteller'6 befestigt ist, in dem sich eine Schraubenfeder 7 abstützt, deren anderes Ende sich in einem Federteller 8 abstützt, der auf einem geeigneten Element 9 des Rahmens des Fahrzeuges befestigt ist. Am anderen Ende des Arms 1 ist radseitig zwischen den Schenkeln 4a und 4b ebenfalls eine Platte 10 festgeschweißt, auf der ein Federteller 11 befestigt ist, in dem sich eine Feder 12 abstützt, deren anderes Ende sich in einem Federteller 1]5 abstützt, der durch eine Platte 14 getragen wird. Die Platte 14 ist zwischen den hinausragenden Profilen 15a und 15b eines Arms 16 festgeschweißt, welcher radseitig mit einem Querteil I7 verbunden ist, auf dem ein Achszapfen 18 für die Lagerung des Rades angeordnet ist. An der gegenüberliegenden Seite setzen sich die zwei Profile 15a. und 15b in eine Büchse fort, welche um den Achsstift 2 drehbar ist. Auf der Platte 10 ist weiter noch ein Gummipolster 20 angeordnet und auf der Platte 14 ein ähnliches Gummipolster 21, die zusammenstoßen können und auf diese Weise den Weg der Feder 12 begrenzen. Die Federn werden je nach dem Verhältnis der längen der beiden Schenkel ^a, yo und 16 mit einer derartigen Federkraft ausgebildet, daß die Feder 12 vorzugsweise zusammengedrückt wird. Das bedeutet also, daß beim Dämpfen geringer Stöße, die durch Unebenheiten mit einem geringen Höhenunterschied, wie beispielsweise durch Höhenunterschied zwischen den unterschiedlichen Steinen einer Pflasterdecke entstehen, praktisch nur die Feder wirksam ist, während die Feder 7 im wesentlichen beim Auftreten größerer Straßenunebenheiten, wie Vertiefungen, Querrinnen usw., arbeitet.

Nach der Erfindung hat man den großen Vorteil, daß man sich nicht mit einer Kompromißlösung zwischen einer weichen und

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einer harten Federung zufrieden zu stellen braucht, was in der Praxis einen Kompromiß zwischen Straßenlage und Fahrbequemlichkeit bedeutet, weil die Wirkung des Teils der Federung mit großer Flexibilität (Feder 12 und Federarm 16) sich auf das Auffangen kleiner Straßenur&enheiten beschränkt, während beim Dämpfen größerer Stöße, wobei ein zu flexibles Federsystem nach den bekannten Konstruktionen ein übertriebenes Hüpfen der Räder zur Folge hat, woraus eine verringerte Adhäsion der Reifen auf der Straßendecke folgt, die Feder 7 gedehnt oder zusammengedrückt wird, welche weniger flexibel (härter) ausgebildet ist, so daß ein Hochspringen der Räder vermieden werden kann. f

Es dürfte einleuchten, daß die zwei Federn 7 und 12 mit Stoßdämpfern versehen werden. Weiter können nach den erforderlichen FederCharakteristiken und Konstruktionsanforderungen anstelle von Schraubenfedern auch andere Federn verwendet werden. Einige andere Ausführungsmöglichkeiten werden nachstehend näher erläutert.

Die Ausführungsform aus Fig. 3 ist, was die Anordnung der unterschiedlichen Arme des Systemes anbelangt, der Ausführungsform aus Fig. 1 und 2 völlig gleich, nur die Ausführung der Federelemente selbst ist verschieden. Die Schraubenfeder 12 ist j durch eine Gummikugel 22 ersetzt und die Schraubenfeder J ist in dieser Ausführungsform von einem Gummibalg 25 umgeben und als kombinierte Luft-Schraubenfeder ausgebildet. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, daß man durch eine Änderung des Gasdruckes im Balg 2J das Federsystem leicht an unterschiedliche Belastungen anpassen kann, ohne daß die Flexibilität des anderen Federelementes (in dieser Ausführungsform der Gummikugel 22) beeinträchtigt wird.

Anstelle der obengenannten Kombinationen gibt es noch andere Möglichkeiten. So können beispielsweise die Federn 7 und/oder 12 durch magnetische Federsysteme mit Dauer- und/oder

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Elektromagneten kombiniert bzw. ersetzt werden. Letztere bieten ebenso wie Luftfedern oder kombinierte Luft-Schraubenfederη den Vorteil, daß sich die Federung an die Belastung anpassen läßt^ aber gegenüber letzterem System hat ein elektromagnetisches Federsystem den Vorteil, daß es störungsunempfindlicher ist.

Die Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 4 und 5 enthält einen ersten Arm 24, der mit dem zugehörenden Federelement auf der linken Seite des Achsstiftes 25 ungefähr auf dieselbe Weise wie die vorige Ausführungsform ausgebildet ist. Zur rechten Seite des Achsstiftes 25 erstreckt sich der Arm im Gegensatz zu den vorstehenden Ausführungsformen horizontal. Zwischen den Enden der gegenüberliegenden Teile 24a und 24b ist eine Drehstabfeder 26 befestigt, über die ein Arm 27 mit seiner Büchse 28 drehen kann. Die Büchse 28 ist mit einem Stift 29 in der Mitte an der Drehstabfeder 26 befestigt.

Nach der Erfindung können die beiden Federelemente auch an der gleichen Seite des Achsstiftes 25 oder des Scharnierpunktes des Armes liegen und bei Verwendung von Drehstabfedern kann der Achsstift selbst durch einen Drehstab ersetzt werden. Eine derartige Ausführungsform ist in Fig. 6 dargestellt. Diese Ausführungsform läßt sich unmittelbar aus der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 herleiten, indem der linke Teil des Federsystems jenseits des Achsstiftes 25 fortgelassen und der Achsstift durch einen Drehstab 30 ersetzt wird, der mit den Enden in schematisch dargestellten Tragelementen >1a und 31b und in der Mitte mit einem Stift 32 an der Büchse 33 des Armes 34 befestigt iSt. ;

In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist das Federsystem immer aus zwei Armen mit zwei parallelen Gelenkachsen zusammengestellt. Es ist jedoch keineswegs notwendig, daß diese beiden Gelenkachsen parallel zueinander verlaufen. In Fig. 7 ist eine Ausführungsform mit zwei Drehstabfedern

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dargestellt« die einander winkelrecht schneiden. Ein erster dreieckiger Schwenkarm 35 ist mit einer Büchse 36 auf einer Drehstabfeder 37 befestigt, die mit einem Stift 38 in der Mitte an der Büchse 36 befestigt ist. Die Drehstabfeder 37 ist mit ihren beiden Enden in zwei Befestigungselementen 39 befestigt, die am Fahrgestell des Fahrzeuges befestigt sind. Der dreieckige Scharnierarm 35 trägt auf der Büchse 36 einen hinausragenden Teil 40, in dem eine zweite Drehstabfeder 41 befestigt und in einem Lager 42 drehbar ist, welches in einer im Winkelpunkt des Dreieckarms 35 vorgesehenen Bohrung befestigt ist. Das Ende der Drehstabfeder 41, das sich aus dem Eckpunkt des dreieckigen Arms 35 erstreckt, trägt ein Querelement 43, auf dem ein Achs- % zapfen 44 zur Lagerung des Rades angeordnet ist.

In Fig. 8 ist noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, und zwar zum Gebrauch bei einem Motorrad, wobei die zwei Federn an der gleichen Seite des Schwenkpunktes des Armes liegen. Diese Ausführung besteht aus einem ersten Arm 45 mit einem Schwenkpunkt 46, der in der Nähe des Motorblocks des Motors liegt. Der Arm 45 wird durch eine Feder 47 unterstützt, die mit einem Schwenkpunkt 48 am Arm 45 und mit einem Schwenkpunkt 49 am Rahmen des Motorfahrrades befestigt ist. Der Arm 45 ist an seinem Ende in der Nähe des Hinterrades aufwärts gebogen und trägt einen Schwenkarm 50, der im Schwenkpunkt 5I befestigt ist. Der Arm 50 hat etwa die Form eines umgekehrten ■" S mit zwei Teilen 52 und 53» die sich parallel zum Arm 45 erstrecken. Am Ende des Armteils 52 ist das Hinterrad gelagert. Zwischen dem Armteil 53 und dem Arm 45 ist eine zweite Feder angeordnet, die mit einem Schwenkpunkt 55 am Armteil 53 und mit einem Schwenkpunkt 56 am Arm 45 befestigt ist.

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Claims (10)

1. (i/

   Ans ρ rü.c he

   i/ Federsystem mit einer ersten Federvorrichtung mit einem Federarm, der um einen Schwenkpunkt oder um eine Schwenklinie um die abgefederte Masse drehbar ist und mit mindestens einer Feder, die mit dem Federarm und der abgefederten Masse verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Federarm (1, 35* 45) mit einer zweiten Federvorrichtung versehen ist, die sich am beweglichen Gegenstand (z.B. Rad) abstützt, gegenüber dem die bewegliche Masse (ZiB. Kraftfahrzeug-Rahmen) abgefedert werden muß, und daß der Federarm (1, 35.» 45) derart ausgebildet ist, daß die Feder (12, 22, 41, 54) der zweiten Federvorrichtung vorzugsweise zusammengedrückt wird.
2. 2. Federsystem nach Anspruch 1* dadurch gekennzeichnet, daß die Federn der beiden Federvorrichtungen an der gleichen Seite oder auf beiden Seiten der Schwenklinie angeordnet sind.
3. 3. Federsystem nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Federn (7, 12; <3, 22; 26) der beiden Federvorrichtungen an verschiedenen Seiten des Schwenkpünktes bzw. der Schwenklinie angeordnet sind.
4. 4. Federsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis

   3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn Schraubenfedern, Drehstabfedern, Luftfedern, Federn mit Dauer- und/oder Elektromagneten, oder Kombinationen dieser Federtypen sind.
5. 5. Federsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Federarm (34, 35) der ersten Federvorrichtung an einer Drehstabfeder (30, 37) befestigt ist, welche die Schwenklinie des Federarms (34, 35) bildet.·
6. 6. Federsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützpunkt (46) bzw.

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   - I -■

   die Stützpunkte (46, 49) der Scharnierbefestigung des Federarms (45) der ersten Federvorrichtung selbstfedernd an der abgefederten Masse befestigt ist bzw. sind.
7. 7· Federsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Federvorrichtung einen Federarm (50, 43) enthält, der schwenkend am Federarm (45, 35) der ersten Federvorrichtung befestigt ist.
8. 8. Federsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenklinien der beiden Federarme parallel verlaufen.
9. 9« Federsystem nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenklinien der beiden Federarme miteinander einen Winkel einschließen.
10. 10. Federsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenklinien der beiden Federarme (35, 43) senkrecht aufeinanderstehen und einander kreuzen.

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