DE1961678A1

DE1961678A1 - Kraftfahrzeugaufhaengung

Info

Publication number: DE1961678A1
Application number: DE19691961678
Authority: DE
Inventors: Ming-Chih Yew
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1968-12-23
Filing date: 1969-12-02
Publication date: 1970-07-09
Also published as: US3572676A; GB1238610A

Description

Dfpl.-K ·". K. YteRher

1 EcRL-N 19
Bo'iivaraliee 9
Tel. £044285

W/Yh-2587 2.12.69

General Motors Corppration, Detroit, Mich·, 7.St.Αι

Kraftfahrzeugaufhängung

Die Erfindung bezi%ht sich auf eine Kraftfahrzeugaufhängung mit einer zwischen der gefederten und ungefederten Masse angeordneten Schraubenfeder, die konzen trisch von einem mit ihren Federsitzen abdichtend verbunde Balg umgeben ist, und mit einem Trimaiventil, das auf Abwei chungen der Bodenhöhe der gefederten Masse anspricht und wahlweise den Irmenraum des Balgs mit der Aussenluft oder einer Saugdruck<iuelie verbindet.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,

bei einer derartigen Kraftfahrzeugaufhängung die Wirtschaftlichkeit des Verbrauchs des unter Saugdruck stehenden Mittels zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein auf die Druckdifferenz zwischen dem Innenraum des Balgs und derVerbindung mit der Saugdruckquelle ; ansprechendes Ventilglied mit einer Terbindung zur Aussenluft * zusammenarbeitet und diese verschliesst, wenn der Druck in der Verbindung zur Saugdruckquelle den Druck im Innenraum des Balgs übersteigt.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass sich eine gedrängt bauende verhältnismässig einfache Bauart ergibt, die zuverlässig im Betrieb ist und keine Verzögerungsein- i richtungen für das Irimmventil benötigt, wenn kurzzeitige j Schwingungen in der Aufhängung auftreten, ferner wird der Vorteil erreicht, dass die Saugdruckquelle nicht erschöpft werden kann, wie dies bei üblichen Bauarten dieser Art häufig eintritt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ventilglied mit einer beweglichen Wand einer Kammer veränderlichen Volumens verbunden ist, die mit dem Innenraum des Balges in Verbindung steht und die Kammer auf der anderen Seite der beweglichen Wand mit der Saugdruck-

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quelle verbunden 1st. Hierbei ist es zweckmässig, wenn das Yentilglied durch eine Feder la die Lage vorbelastet ist, in der es die Verbindung zur Aussenluft sperrt.

Bei einer bevorzugten Ausfiihrungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Trimmventil,die Kammer veränderliehen Volumens und das 'Ventilglied in einem Gehäuse angeordnet ist, das innerhalb des Balges liegt und an dem einen Federteller befestigt ist, dass mit dem Gehäuse eine starre Trennwand und eine die bewegliche Wand bildende biegsame Membran abgedichtet so verbunden sind, dass die Kammer veränderlichen folumens zwischen der starren Trennwand und der Membran, eine erste mit der Leitung zur Saugdruckquelle verbundene Kammer zwischen der Membran und einer Wand des Gehäuses und eine zweite mit der Verbindung zur Aussenluft verbundene Kammer zwischen der starren trennwand und der gegenüberliegenden Wand des Gehäuses gebildet ist.

i_erner ist es vorteilhaft, wenn das Trimmventil durch zwei in entgegengesetzter Richtung öffnende Schraderventile gebildet ist, die vom Gehäuse getragen sind und die Verbindung zwischen dem Innenraum des Balgs und der ersten bzw. der zweiten Kammer unter dem Einfluss einer Blattfeder steuern, die am Gehäuse befestigt der Kraft einer Schraubenzugfeder unterliegt, die mit dem anderen Federsitz verbunden 1st.

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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Rückschlagventil zwischen der Saugdruckquelle und deren Verbindung zur ersten Kammer angeordnet ist, das bei Überwiegen des Drucks der Saugdruckquelle sperrt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Kraftfahrzeugaufhängung nach der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung ist

flg. 1 ein· scbematische teilweise Seitenansicht des hinteren Teils einer Kraftfahrzeugaufhängung nach der Erfindung, Fig. 2 ein Schnitt nach der linie 2-2 in Fig. 1 in grösseren Mafistab in Richtung der Pfeile gesehen und Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig.2

in Richtung der Pfeile gesehen in gröeserem Maßstäbe.

Zu einem hinteren Teil 2 der gefederten Masse eines Kraftfahrzeugs gehurt ein Seitentärger A- alt einem nach oben gerichteten bogenförmigen Teil 6 oberhalb einer in Querrichtung des Fahrzeugs liegenden Hinterachse Θ. An der Hinterachse 8 ißt nach unten ragend eine Stütze 10 befestigt, deren unteres Ende über einen Zapfen 12 schwenkbar mit dem

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rückwärtigen Ende eines Lenkers 14 verbunden ist. Das vordere Ende des Lenkers 14 ist über einen Zapfen 16 mit einer Stütze 18 am Seitenlanger 4 verbunden. Zwischen einem unteren federsitz 20 an der Hinterachse 8 und einem oberen federsitz 22 an dem bogenförmigen !Teil 6 des Seitenträgers 4 ist eine Aufhängungsfedereinheit 24 angeordnet, die in grösserem Maßstab in fig. 2 dargestellt ist. Diese enthält eine Schraubenfeder 26 als Hauptfeder, die konzentrisch in einem in der Senkrechten nachgiebigen Balg 28 aus elastomerem Werkstoff angeordnet ist« Der Balg 28 ist an seinen beiden Stirnseiten flüssigkeitsdicht mit seinen Rändern 30 und 32 an zugeordneten Rändern 34 bzw. 36 der federsitze 20 bzw. 22 befestigt.

Die Kraft der Hauptschraubenfeder 26 ist so

gewählt, dass sie den von ihm abgestützten Teil der gefederter! Masse des Kraftfahrzeugs in einer vorgegebenen Höhe über der Hinterachse 8 hält, wenn die gefederte Masse eine normale Belastung aus fahrgästen, Gepäck und Brennstoff trägt. Bei geringerer Belastung trägt die Hauptschraubenfeder 26 dahei diesen Teil der gefederten Masse des fahrzeuge in einer grösseren Höhe als dieser vorgegebenen Höhe. Um das fahrzeug in der vorgegebenen Höhe zu halten, wird der Innenraum 40 des Balgs 28 einem Ssugdsuck ausgesetzt, indem der Innenraum über e.'üki Leitung 4«- maAs einer Saugdruckquelle 44 verbunden wird * Vi-TtS-I. ·*■■·» ist wisiiC-i^jm mit dem A&eawckastcm Sos? siiebi?

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dargestellten Fahrzeugantriebsmaschine verbunden. Um ein. Zusammenfallen, des Balgs 28 in radialer Richtung nach innen zu verhindern, ist eine Mantelfläche aus mehreren radialen Rippen gebildet, die axial voneinander Abstand haben und eine verstärkte Wandung aufweisen«

Zum Einregeln des Saugdrucks in den Balg 28 zur Aufrechterhaltung der vorgegebenen Höhe der gefederten Masse des Kraftfahrzeugs ist ein Trimmventil 48 vorgesehen, das an dem oberen Federsitz 22 befestigt nach unten ragt. Bas !Erimmventil ist mit der Leitung 4-2 verbunden und ferner mit einer Leitung 5O₁ die zur Aussenluft führt und eine Luftreinigungspatrone 52 (Fig. l) enthält.

Wie Fig. 3 zeigt, besteht das Trimmventil 48 aus einem Metallblechgehäuse 54 mit einer Ringwulst 56, die die äusseren Ränder einer biegsamen Membran 58, die eine beweg- ; liofae WaEd bildet, und einer starren Trennwand 60 aus Blech ; abdichtend umschliesst. Bie Membran 58 hat in axialer Richtung ! Abstand von der starren Trennwand 60. Die Trennwand 60 unter- I teilt den Incenraum des Gehäuses 54 in zwei Kammern 62 und and zwischen der Membran 58 und der Trennwand 60 ist eine Kammer 66 veränderlichen Volumens gebildet, die mit dem Innenraum 40 dee Balgs 28 über ein Rohr 68 verbunden ist. Die Kammer 62 ist mit der zur Saugdruckquelle 44 führenden Leitung 42 und die Kammer 64 mit der zur Aussenluft führenden Leitung 50 verbunden.

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Ια der unteren Wand 70 dee Gehäuses 54 sind Bwei konische Ventilsitze aufweisende öffnungen 72 und 74 gebildet, die in die Kammern 62 bew· 64- münden· I_n diesen öffnungen sind Sohraderrentile 76 bew. 78 gebildet, die die Steuerorgane des Trimmrentils 48 darstellen. Sas Ventil 76 ist normalerweise nach oben in die SchlJsSlage durch eine g Schraubenfeder 80 gedrückt, während das Ventil 78 normalerweise nach unten in die SchlieBstellung durch eine Schraubenfeder 82 gedrückt ist. Normalerweise ist also ein Druck- mittelstrom «wischen dem Innenraum 40 des Balges 28 und der Kammer 62 durch das Ventil 76 abgesperrt, während die Verbindung zwischen dem Innenraum 40 des Balges 28 und der Kammer 64 normalerweise durch das Ventil 78 geschlossen ist. Zur Regelung der Stellung der Ventile 76 und 78 dient, wie i Pig. 2 seigt, eine Blattfeder 84, deren eines Ende an einer am Gehäuse 54 gebildeten Stütze 86 befestigt ist und die sich i quer unterhalb des unteren Endes 88 des Ventils 78 und ober- | halb eines quer abgebogenen Schenkels 90 des Ventils 76 erstreckt· Im äusseren freien Ende der Blattfeder 84 ist das obere Ende einer S_chrauben«ug#eder 92 angeschlossen, die sich geneigt nach unten erstreckt und mit ihrem unteren Ende an einem Auge 94 befestigt ist. Das Auge 94 ist in der ! Senkrechten durch eine Stellschraube 96 einstellbar am unteren _{ Federeitβ 20 befestigt. j

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Anfänglich wird die Blattfeder 84 mit einer ausreichenden Vorspannung nach oben eingebaut, um das TentIl 78 In die Schließlage zu bewegen. Anschliessend wird nach dem Einbau der Feder 92 das Auge 94 so eingestellt, dass der mittlere Teil der Blattfeder 84 senkrecht zwischen dem unteren Ende 88 des Ventils 78 und der oberen Fläche des quer abgebogenen Schenkels 90 des Ventils 76 liegt, wenn die gefederte Masse des Kraftfahrzeugs sich in der Torgegebenen Höhe über der Hinterachse 8 befindet.

Sinkt die Höhe der gefederten Masse in Bezug zur Hinterachse unter den vorgegebenen Wert, so verringert sich die Zugspannung der Schraubenfeder 92, so dass die Blattfeder 84 sich nach oben bewegt und das Ventil 78 öffnet, so dass Aussenluft über den Luftreiniger 52 und die Leitung in den Innenraum 40 des Balgs 28 eintritt, wodurch der Unterdruck In dem Balg 28 verringert wird, d.h. in dem Balg 28 ein Druckanstieg erfolgt· Dies gestattet der Hauptschraubenfeder 26, die Höhe der gefederten Masse zu vergrössern. Steigt dagegen die Höhe der gefederten Masse über den vorgegebenen Wert, so wird die Zugspannung der Schraubenfeder 92 ausreichend erhöht, um die Blattfeder 84 nach unten abzulenken, so dass das Ventil 76 nach anten bewegt wird und damit der Innenraum 40 des Balgs 28 mit der zur Saugdruokquelle 44

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j führenden Leitung 42 verbunden wird· Dies führt zu einem er-

! höhten Unterdruck im Innenraum 40 des Balges, also ssu einer Abnahme des Druckes in diesem Raum, wodurch eine elastische Kraft, die der Wirkung der Schraubendruckfeder 26 entgegenwirkt, entsteht. Die gefederte Masse bewegt sich damit nach unten, bis die Blattfeder 84 ihre Mittellage zwischen den Ventilen 7 6 und 78 wieder einnimmt, wodurch dann ein weiterer ! Druckmittelaustausch zum Balg 28 unterbunden ist.

i Um den Verlust des unter Saugdruck stehenden

Mittels zu verhindern, wenn die Pahrzeugaufhängung vorübergehenden Abweichungen unterliegt, die beim überfahren einer unregelmässigen fahrbahn auftreten, ist mit der biegsamen Membran 58 im Gehäuse 54 in deren Mittue in. Ventilglied 98 vorgesehen, das sich durch ein flüssigkeitsdichtes ringförmiges Lager 100 in der starren Trennwand 60 erstreckt und axial verschieblich abdichtend gegen einen Ventilsitz in einer Öffnung 102 bewegbar ist, die sich im Bereich des Anschlusses der zur Aussenluft führenden Leitung 50 an die Kammer 64 befindet. Auf der anderen Seite der Membran 58 ist m|t dem j Ventilglied 98 ein napfförmiger Federteller 104 für das eine Ende einer Schraubenfeder 106 verbunden, die sich mit ihrem anderen Ende an einer Stirnwand 103 der Kammer 62 abstützt. Die Kraft der Feder 106 ist so gewählt, dass das Ventilglied

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abdichtend gegen den Sitz in der öffnung 102 bewegt wird, wenn dir Saugdruck in der Leitung 42 und der Saugdruckquelle 44 geringer als der Saugdruok im Innenraun 40 des Balgs 28 ist. Obersteigt der Saugdruck in der Leitung 42 dagegen den Saugdruck in dem Innenraum 40 des Balgs 28, so bewirkt der Druckunterschied beiderseits der Membran 58 eine die Kraft der Feder 106 überwindende Kraft an der Membran 58, wodurch das Ventilglied 93 von der Öffnung 102 zurückgezogen wird. Somit ist unter normalen Betriebsbedingungen der Saugdruck an der Saugdruckquelle 44 grosser ale in dem Balg 28 und die Ventile 76 und 78 sprechen normalerweise auf Bewegungen der Blattfeder 84 infolge vorübergehender Bewegungen der gefederten Masse in Bezug zur Filterachse 8 an, um wechselweise unter Unterdruck stehendes Mittel in den Innenraum 40 des Balgs 28 einzulassen bzw. zum Aussenluftdruck zu entlasten· Treten jedoch Betriebsbedingungen ein, bei denen der an der Saugdruckquelle verfügbare Saugdruck unter den Saugdruck in den Balg 28 fällt, d.h. wenn der Druck in der Saugdruckquelle höher als innerhalb des Balgs 28 ist, so wird die Druckdifferenz beiderseits der Membran 58 verringert, so dass die F_eder 106 das Yentilglied 98 in die Schließstellung

zur öffnung 102 bewegen kann. Danach bleibt ein öffnen und Schliessen des Ventils 78 in Abhängigkeit von Bewegungen der Aufhängung unwirksam, so dass der Saugdruck in dem Balg 28

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nicht verringert wird» d.h. in dieses der Druck nicht ansteigt. Hierduroh wird «in Anheben der gefederten Masse verhindert, da* eonet durch periodische Zufuhr Ton Aussenluft eintreten wftede.

Da das frimmrentil sowohl auf Druck als auch auf Hückhttbe der Jeder anspricht, auch wenn diese nur vorübergehender Art sind, ist es bei geringem Saugdruck an der Saugdruckquelle möglieh, dass ein Bttekstrom beim kurseeitlgen Offnen des Tentils 76 eintritt. Bei vorübergehenden Bewegungen der lufhängung, bei denen die federnde Masse sich über die Torgegebene Höhe naoh oben bewegt,und kursseltigem öffnen dt« Tentils 76 kann bei geringerem Unterdruck in der Saugdruckquelle als In dem Balg 28 ein Strom τοη der Saagdruckquelle sob Balg eintreten und den Saugdruok in diesem verringern, wodurch «in gleiches Anheben der gefederten Masse über eine beträchtlich· Zeit veranlasst wird. TJm diese Möglichkeit aussusohliessen, 1st ein Rückschlagventil 110 an geeigneter Stelle in der Leitung 42 swischen der Saugdruckquelle 44 and dem Balg 28 vorgesehen. Dieses ist so belastet, dass es den Strom in Richtung sum Balg 28 sperrt, so dass also bei niedrigerem Saugdruck in der Saugdruckquelle als in dem Balg 28 keift Strom eintreten kann. Sobald normale Betriebsbedingungen des Yahreeugs den normalen Saugdruok in der Saugdruokquelle 44 wieder herstellen, kann ein normaler

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Druckmittelaustausch erfolgen, der allein von der relativen Stellung der Trimmventile 76 und 78 abhängt.

Durch die erfindungsgemäase Ausgestaltung ist eine wesentlich verbesserte sich selbst einstellende Aufhängungsfeder geschaffen, die nicht nur die gewünschte Höhe der gefederten Masse genau einstellt und aufrechterhält, sondern zusätzlich äusserst sparsam im Verbrauch von unter Saugdruck stehenden Mitteln ist und ferner keine Verzögerungseinrichtungen benötigt, die einen Druckmittelaustatxch infolge von vorübergehenden Bewegungen in der Aufhängung unterbindet. Insbesondere wenn der von der Antriebsmaschine gebildete Saugdruck unmittelbar als Saugdruckquelle verwendet wird, indem ein direkter Anschluss an den Saugkasten der Antriebsmaschine erfolgt, ist eine Eyhaltung des Druckmittels häufig

. sthr wichtig, da von der Antriebsmaschine beträchtlich veränderliche Saugdrücke zur Verfügung gestellt werden« Bei stetigem Betrieb, beispielsweise hoher Reisegeschwindigkeit, herrscht

_; ein anderer Saugdruck als bei dem unregelmässigen Betrieb

ι bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten, bei denen dann vorübergehende Bewegungen der Aufhängung eine untragbare hohe Anforderung von unter Saugdruck stehendem Mittel bedingen

j würden.

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Claims

- 13 Patentansprüche

1.1 Kraftfahrzeugaufhängung mit einer zwischen der gefederten and der ungefederten Masse angeordneten Schraubenfeder, die konzentrisch von einem mit ihren Federsitzen abdichtend verbundenen Balg umgeben ist, und mit einem Trimmventil, das auf Abweichungen der Bodenhöhe der gefederten Masse anspricht und wahlweise den Innenraum des Balgs mit der Aussenluft oder einer Saugdruckquelle verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf die Druckdifferenz zwischen dem Innenraum (40) des Balges (28) und der Verblödung (42) mit der Saugdruckquelle (44) ansprechendes Ventflglied (98) mit einer Verbindung (102) zur Aussenluft susammenar" elte*^: und diese verschliesst, wenn der Druck in der Verbindung zur Saugdruckquelle den Druck im Innenraum des Balgs übersteigt*

2. Kraftfahrzeugaufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (98) mit einer beweglichen Wand (58) einer Kammer (66) veränderlichen Vol verbunden ist, die mit c*em Innanraum (40) des Balgs (28) ia Verbindung steht und die Kammer (62) auf der anderen Seite der beweglichen War-3 mit der Saugdruckquelle verbunden ist.

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3. Kraftfahrzeugaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass daa Ventilglied (98) durch eine Feder (106) in die lage "vorbelastet ist, in der es die Verbindung (102) zur Aussenluft sperrt.

4. Kraftfahrzeugaufhängung nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trimmventil (76,78), die Kammer (66) veränderlichen Volumens und das Ventilglied (98) in einem Gehäuse (54) augeordnet sind, das innerhalb des Balges (28) liegt und an dem einen Federteller (32) befestigt ist, dass mit dem Gehäuse eine starre Trennwand (60) und eine die bewegliche Wand bildende biegsame Membran (58) abgedichtet so verbunden sind, dass die Kammer (66) veränderlichen Volumens zwischen der starren Trennwand und der Membran, eine erste mit der leitung (42) zur Saugdruokquelle (44) verbundene Kammer (62) zwischen der Membran und einer Wand (108) des Gehäuses und eine zweite mit der VsrbinduQg (102) zur Aussenluft verbundene Kammer (64) zwischen der starren Trennwand und der gegenüberliegenden Wand des Gehäuses gebildet ist.

5* Kraftfahrzeugaufhängung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trimmventil durch zwei ia entgegengesetzter Richtung öffnende Schraderventile (76,78) gebildet ist, die vom Gehäuse (54) getragen sind und

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die Verbindung zwischen dem Innenraum (40) des Balgs (28) und der ersten bzw. der zweiten Kammer (62 bzw. 64) unter dem Einfluss einer Blattfeder (34) steuern, die am Gehäuse befestigt der Kraft einer Sohraubenzugfeder (92) unterliegt, die Bit dem anderen federsitz (34) verbunden ist.

6. Kraftfahrzeugaufhängung nach einem der Ansprüche 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückschlagventil (110) zwischen der Saugdruckquelle (44) und deren Verbindung (42) zur ersteh Kammer (62) angeordnet ist, das bei überwiegen des Drucks der Saugdruckquelle sperrt.