DE196304C

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Publication number: DE196304C
Application number: DE1907196304D
Authority: DE
Priority date: 1907-03-31
Filing date: 1907-03-31
Anticipated expiration: 1927-04-01
Also published as: FR389350A

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 63^GRUPPIl

GABRIEL BARBIER in PARIS.

Federnde Aufhängung für Fahrzeuge. Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. März 1907 ab.

Die Erfindung betrifft eine federnde Aufhängung für Fahrzeuge, die dazu bestimmt ist, die durch Unebenheiten der Fahrbahn verursachten Stöße wirksam aufzufangen und eine ständige Verbindung der Räder mit der Fahrbahn zu sichern. Diese verbesserte Aufhängung besteht aus zwei Teilen, dem federnden Teil, der alle Bedingungen erfüllt, ausgenommen das Unwirksammachen der Stöße,

ίο und dem Puffernder zu diesem Zwecke dient. Der federnde Teil der Aufhängung ist dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der gebräuchlichen Blattfedern ein Bündel von in parallelen Lagen angeordneten gespannten Stahldrähten verwendet wird, in deren Mitte die Achse aufgehängt ist. Da diese Stahldrähte eine große Anzahl Schwingungen in der Sekunde ausführen können, und da die Masse der Achse und der Räder zusammen wesentlich geringer ist als die Masse der übrigen Teile des Fahrzeuges, so können die Achse und Räder zusammen, die an dem Gestell einen Stützpunkt finden, schwingen, ohne ihre Erschütterungen auf das Gestell zu übertragen. Die Stahldrähte werden zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pflastersteinen Zeit haben, das Rad wieder in Berührung mit der Fahrbahn zu bringen; dieser Kontakt wird augenblicklich hergestellt, nicht nur infolge der Schwere, die nur langsam zur Wirkung gelangt, sondern infolge der in den durchgebogenen Stahldrähten aufgespeicherten Energie. Das Rad wird am Boden haften und der Schwerpunkt des Fahrzeuges wird sich in wagerechter Ebene verschieben, ohne die Wirkung des unter dem Wagen schwingenden beweglichen Teiles aufzunehmen.

Die Biegung, die ein Stahldraht unter diesen Bedingungen aufnehmen kann, ist ziemlich groß; man kann sie leicht auf ein Maximum von 50 mm regulieren, was bedeutet, daß die Aufhängung die Stöße von Hindernissen bis zu 50 mm Höhe aufnehmen kann, ohne die geringste Erschütterung auf das Gestell zu übertragen ; diese verbesserte Aufhängung vermehrt also die Aufnahmefähigkeit der Luftreifen wesentlich.

Berechnung und Erfahrung haben ferner ergeben, daß die Empfindlichkeit dieser Aufhängung streng konstant bleibt in den Grenzen der Belastung, für die sie bestimmt ist. Mit anderen Worten, diese Aufhängung hat die gleiche Empfindlichkeit bei voller Belastung wie bei unbesetztem oder unbelastetem Fahrzeug.

Der zweite Teil der Vorrichtung, der Puffer, beruht auf dem Prinzip der hydro-pneumatischen Bremsen. Er besteht hauptsächlich aus einer von zahlreichen Kanälen durchbohrten Scheidewand, die zwei übereinander angeordnete Kammern trennt, von denen die obere ein in Flüssigkeit eingeschlossenes Luftpolster unter Druck und die untere, deren Wandung nachgiebig ist, eine Flüssigkeit enthält. Ein Teil der Stöße wird tatsächlich verbraucht und durch die Reibung der Flüssigkeit in den Kanälen der Scheidewand in Wärme umgewandelt, während der übrigbleibende Teil die

Luft zusammendrückt und allmählich wieder abgegeben wird. Dieser Puffer bildet daher außerdem ein elastisches und allmählich wirkendes Kissen.

In der Zeichnung ist eine nach der Erfindung ausgeführte federnde Aufhängung in beispielsweiser Ausführung dargestellt.

Fig. ι zeigt in der linken Hälfte eine Ansicht und in der rechten Hälfte einen Schnitt

ίο der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist zur Hälfte eine Ansicht nach Linie A-B und zur anderen Hälfte ein Schnitt nach A-B der Fig. i.

Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie C-D der Fig. i.

Fig. 4 stellt ein auf der Lehre gebogenes Ende des Stahldrahtes dar.

Fig. 5 ist ein Schnitt, den Spanner für die Drähte darstellend.

Fig. 6 ist eine Konstruktionseinzelheit des Puffers.

Fig. 7 und 8 stellen zwei Konstruktionseinzelheiten schaubildlich dar.

Fig. ι ist in vierfach kleinerem Maßstab als die anderen Figuren ausgeführt.

Der federnde Teil der Vorrichtung besteht aus einem Metallrahmen, der aus zwei Längsbalken α und aus zwei Querbalken b zusammengesetzt ist. Zwischen den beiden Längsbalken ist in deren Mitte eine Führungsbüchse aus Bronze vorgesehen, die in Fig. 8 schaubildlich gezeigt ist. Diese Büchse ist auf den beiden Längsbalken α mittels vier Winkeleisen c befestigt; die beiden Seiten d der Büchse, die die.Längsbalken verbinden, sind nach oben verlängert und am unteren Ende mit einem rechteckigen Ausschnitt e versehen; die Büchse dient zur Aufnahme der Achse f. Es ist von Wichtigkeit, eine gute Führung der Bewegungen der Achse im Verhältnis zum Rahmen zu sichern; zu diesem Zwecke weist die Achse f auf jeder ihrer senkrechten Seiten in der Höhe der Führungsbüchse einen Ausschnitt g auf (Fig. 7), und ist nach unten durch einen Ansatz h verlängert, der mit der Achse in einem Stück geschmiedet und seinerseits mit einem rechteckigen Ausschnitt i versehen ist, der durch die beiden seitlichen Backen k begrenzt wird, von denen jeder je eine rechteckige Durchbohrung m hat. Hieraus ergibt sich, daß der Rahmen sich senkrecht zur Achse verschieben kann; er ist durch den Ansatz h und seine beiden Backen k geführt, die in den Muten η der Büchse gleiten, und zur gleichen Zeit durch die oberen Verlängerungen der Seiten d der Büchse, die in den Nuten g der Achse gleiten.

Die federnde Verbindung zwischen Rahmen und Achse wird durch eine bestimmte Anzahl,

z. B. drei, Lagen von Stahldrähten o¹, o², o³ hergestellt, von denen jeder mit seinen beiden Enden in einem geeigneten Spanner p¹, p², p^s befestigt ist, der in Fig. 5 im Schnitt dargestellt ist.

Die Spanner bestehen aus einem vollen Halbzylinder q, der in geeigneten Aussparungen der Längsbalken a, die an den betreffenden Stellen zweckmäßig verstärkt sind, gelagert ist, und aus einem um eine Achse ^ beweglichen Halbzylinder r, dessen Enden ebenfalls in den Längsbalken α gelagert sind. Mit dem beweglichen Halbzylinder r ist eine Metallstange t fest verbunden, oder aus einem Stück gegossen·, die mit der gleichen Anzahl Bohrungen von ungefähr 1 mm Durchmesser versehen ist, als man Stahldrähte in einer Lage anordnen will, und vor dieser Stange t ist eine Stange u von dreikantigem Querschnitt angebracht. Die Stange u ist in zwei Nuten gelagert, die in an den Enden des Halbzylinders r vorgesehenen Ansätzen angebracht sind, so daß man die Stange nach Belieben entfernen kann. Der feste Halbzylinder q ist mit einer mit Muttergewinde versehenen Vertiefung ausgestattet, in die ein starker Schraubbolzen ν eingeschraubt ist, dessen Kopf sich gegen die Innenfläche des hohlen beweglichen Halbzylinders r legt und der mittels eines geeigneten Hebels gedreht werden kann, der in eines der drei in dem Bolzen ν vorgesehenen Löcher w eingeführt \vird. Die Längsbalken α sind mit Ausschnitten χ versehen, durch die der Hebel in eines der Löcher w geführt werden kann.

Unterhalb der Achse / sind die verschiedenen Lagen von Stahldrähten ο durch Stützplatten y aus Bronze getrennt, von denen die letzte durch einen breiten Splint ζ gehalten wird, der in die beiden Löcher m des Zapfens h der Achse eingeführt"ist.

Die Querbalken & haben an jedem Ende des Rahmens die Form eines Hohlzylinders, in den ■ eine Bronzehülse 1 eingeführt wird, die am oberen Ende einen Flansch 2 hat; zwischen Zylinder und Hülse 1 ist ein Ring 3 aus elastischem Material, Kautschuk z.B., eingeschaltet; der Flansch 2 dient dazu, den durch die Längsbalken α und die Lagen von Stahldrähten 0 gebildeten Rahmen mit dem Wagengestell 4 mittels eines elastischen Puffers zu verbinden, n₀ der den zweiten Teil der Erfindung bildet.

Dieser Puffer besteht aus einem Preßtopf 5 aus Gußstahl, der mitLappen versehen ist, mittels deren er unter dem Gestell 4 befestigt ist; der Preßtopf hat ein Pumploch 6 im Deckel und einen Flansch 7 am unteren Ende; wie in der Zeichnung dargestellt, ist der Puffer ringförmig gestaltet und durch eine Scheidewand 8 in eine obere und untere Kammer geteilt. Die ringförmige Scheidewand 8 aus Bronze ist von 12c zahlreichen sehr engen Kanälen durchbohrt, die parallel zueinander und zu der Achse der-

selben angeordnet sind; zwischen der Scheidewand und dem Flansch 2 ist ein Sack 9, die untere Kammer, derart angeordnet, daß er, obgleich nachgiebig, unausdehnbar und undurchlässig ist; der Sack ist zweckmäßig aus mehreren Lagen zusammengeklebter Leinwand hergestellt. Der Sack ist an der Metallwand 8 mittels zahlreicher Ösen aufgehängt, die nach beiden Seiten des Gewebes 9 umgeschlagen sind und deren Befestigung an der Scheidewand durch einen Haltering 10 (Fig. 6) erfolgt, der auf seiner Unterseite eine Anzahl Zäpfchen 11 hat, die durch eine der Ösen des Sackes 9 in eine geeignete Bohrung der Metallwand 8 greifen. Die Gesamtanordnung wird durch zwei Dichtungsringe 12 aus elastischem Material abgedichtet, die zu diesem Zwecke zwischen Metallringen geeigneten Profils 13, 14 und dem oberen Flansch 7 (Fig. 6) des Preßtopfes eingeklemmt sind. Innerhalb des Preßtopfes ist ein Kautschuksack 15 eingeschlossen, der mit Luft gefüllt und mit einem geeigneten Ventil versehen ist; das Luftkissen 15 ist von einem Gemisch von Wasser und Glyzerin umgeben, das in dem Sack 9 eingeschlossen ist.

Um den Puffer zusammenzusetzen, wird das Polster 15 mit Luft unter Druck gefüllt, wobei der geeignete Druck' durch ein Manometer festgestellt wird, während das Polster in einer Lehre eingespannt ist, damit es die geeignete Form erhält; nachdem es aus der Lehre genommen ist, wird es, ohne seine Volumenvergrößerung zu berücksichtigen, in den Preßtopf eingelegt. Nun wird der Sack 9 mittels der Halteringe 10 an der Metallwand befestigt und diese mit dem Sack in den Preßtopf eingelegt; die Dichtungsringe 12 werden aufgesetzt und die Halteringe 13, 14 aufgeschraubt, worauf das Gemisch von Wasser und Glyzerin durch die Öffnung 6 so lange eingefüllt wird, bis alle Luft aus dem Sack und dem Preßtopf verdrängt ist, worauf die Flüssigkeit unter Druck in den Topf 5 gedrückt wird, bis das Manometer in der Flüssigkeit den gleichen Druck wie die Luft im Polster 15 anzeigt. Nun wird die Öffnung 6 luftdicht verschlossen und der Puffer an dem Gestell 4 befestigt. Das Luftkissen 15 im Preßtopf hat dabei das Volumen angenommen, das in der Lehre bestimmt war.

Um den Rahmen einzubauen, werden zuerst die beiden Längsbalken α mittels der Winkeleisen c auf der Führungsbüchse befestigt, nachdem die einzelnen Halbzylinder von vollem Querschnitt q der Spanner p¹, p², p³ vorher' eingelegt worden sind. Die Bolzen ν werden dann bis zu der in Fig. 5 gezeigten Stellung eingeschraubt und die beweglichen Halbzylinder r und deren Achsen s eingelegt. Darauf werden die verschiedenen Stahldrähte 0 eingespannt, die vorher auf einer Lehre genau auf die richtige Länge abgeschnitten worden sind, wobei die Enden die in der Fig. 4 gezeigte Form erhalten. Einer der Drähte 0 wird über einen Spanner p gelegt, und das gerade abgeschnittene Ende wird in den betreffenden Kanal oder Bohrung der festen Stange t derart eingeführt, daß es in der Ebene des Hauptteiles- des Drahtes liegt. In dieser Weise werden etwa 50 Drähte angeordnet, die nur ungefähr V₄ mm Abstand haben, wodurch eine der Lagen o¹, o², o^s gebildet wird. Alle Drähte einer Lage werden gleichmäßig angeordnet und nicht angespannt. Dann wird die Stange ti eingelegt, gegen die bereits über die feste Stange t gebogenen Enden der Drähte gedrückt, worauf Stange u mittels Schraubenstifte oder auf sonst geeignete Weise festgestellt wird, worauf jedes Ende der Drähte um die Stange u in der in Fig. 5 dargestellten Weise umgebogen wird. Die Enden der Drähte sind somit genügend oft umgelegt, um durchaus festzuhalten. Die Spanner haben deshalb runden Querschnitt, um den auf den Befestigungspunkt ausgeübten Druck stark zu vermindern. Wenn alle Drähte einer Lage so eingespannt sind, werden die Stellschrauben ν so gedreht, daß durch das allmähliche Abrücken der Halbzylinder q, r voneinander die richtige Spannung aller Drähte erreicht wird. Nachdem alle Lagen von Stahldrähten derart gespannt sind, wird die Hülse 1, die Dichtungshülse 3 und der Flansch 2 eingelegt. Der Rahmen wird unter die Achse gelegt und der Ansatz h in die Führungsbüchse eingesetzt; die verschiedenen Stützplatten y werden an ihre Stelle g'esetzt, ebenso wie der Splint s, der mittels Schraubbolzen oder auf sonst geeignete W'eise in seiner Lage gesichert wird. Der Rahmen wird dann, auf die beiden Träger 16 aufgelegt, die mit dem Wagengestell fest verbunden sind; die Führungsstangen 17 werden von unten eingesetzt, indem sie durch die mittlere Bohrung des Preßtopfes 5 geführt werden, und dann ist nur noch die Mutter 18 anzuziehen.

Es wäre nicht nötig, die elastischen Ringe 3 vorzusehen, wenn die Achse stets parallel zum-Gestell bliebe; wenn aber das eine Rad mehr angehoben wird als das andere, so wird die Achse eine zum Gestell geneigte Lage einnehmen, ebenso wie die beiden Rahmen, die stets senkrecht zur Achse stehen; in diesem Falle könnte also ein Klemmen der Führungs-Stangen 17 eintreten, die stets senkrecht zum Gestell bleiben.

. Die Räder und ihre Achse, die einen zusammenhängenden Teil bilden, können mit Bezug auf das Gestell mit der ganzen Geschwindigkeit der Drähte schwingen, ohne daß die geringste Erschütterung von den Querbalken b

Claims

auf das Wagengestell 4 übertragen würde. Jedes Anheben eines Rades, möge es aus irgendwelchem Grunde erfolgen, wird sofort von den Stahldrähten 0 ausgeglichen. Alle Hindernisse von weniger als etwa 50 mm bleiben wirkungslos;. die stärkeren Stöße werden zum größten Teil durch den Reibungswiderstand vernichtet, den die Flüssigkeit beim Durchtritt durch die Kanäle der Metallwand 8 ίο erfährt. Noch stärkere Stöße würden ein Verschieben des Gestelles 4 verursachen, aber nur sehr allmählich, und der Rückgang in die Normalstellung wird sich sanft vollziehen.

¹S Patent-Ansprüche:

i. Federnde Aufhängung für Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse mit dem Wagengestell durch eine geeignete Anzahl von Stahldrähten verbunden ist, zu dem Zwecke, daß die ein zusammenhängendes Ganze bildenden Räder nebst Achse unter dem Gestell schnelle Schwingungen ausführen können, ohne daß Erschütterungen auf das Gestell übertragen werden, und ferner zu dem Zwecke, eine federnde Aufhängung von konstanter, von der Belastung des Fahrzeuges unabhängiger Empfindlichkeit zu schaffen.
2. Federnde Aufhängung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch einen aus zwei Längsbalken (a) bestehenden Rahmen, in dem in einer oder in mehreren Lagen (o¹, o², o^z) Stahldrähte eingespannt sind, deren mittlerer Teil zwischen mit der Achse ff) verbundenen Bronzeplatten (y) eingespannt ist.
3. Federnde Aufhängung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (f) mit einem gegabelten Ansatz (h) (Fig. 7) in einer Führungsbüchse aus Bronze (Fig. 8) geführt ist, wobei der Ansatz (h) zugleich dazu dient, die Stahldrähte (0) mittels eines Splintes (z) mit der Achse (f) zu verbinden.
4. Federnde Aufhängung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtungen (q,r) für die Stahldrähte (0), die zwischen den Längsbalken (a) angeordnet sind, aus zwei hubzylinderförmigen Teilen zusammengesetzt sind, von denen der eine (q) fest, der andere (r) aber auf einer Achse (s) drehbar ist und eines der Enden der Stahldrähte (0) einer Lage aufnimmt, wobei die beiden Teile der Spannvorrichtung durch einen Schraubbolzen (v, Fig.. 5) auseinandergedrückt werden können.
5. Federnde Aufhängung nach Anspruch τ mit zwischen dem Ende der Tragfeder und dem Wagengestell angeordnetem Puffer, dadurch gekennzeichnet, daß der Puffer aus zwei mit geeigneter Flüssigkeit gefüllten Kammern (9,5) zusammengesetzt ist, und daß zwischen den beiden Kammern, von denen die eine (9), mit ver¹ schiebbaren Wänden ausgestattete, den Stoß aufnimmt, während die andere (5) ein

■ .Luftkissen (15) enthält, eine Scheidewand (8) von genügender Stärke aus Metall angeordnet ist, die von zahlreichen engen Kanälen durchbohrt ist, durch die die Flüssigkeit gehen muß, um von einer Kammer in die andere zu gelangen, zu dem Zwecke, in der Scheidewand während der Wirkung der Vorrichtung einen Teil des Stoßes zu verbrauchen und die Dauer der Rückwirkung zu verlängern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.