DE2341727A1 - PNEUMATIC SPRING DEVICE - Google Patents
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- B60G2204/12—Mounting of springs or dampers
- B60G2204/13—Mounting of springs or dampers with the spring, i.e. coil spring, or damper horizontally mounted
Description
Pneumatische FedereinrichtungPneumatic spring device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Feder einrichtung mit einem pneumatischen Kissen zwischen einem gefederten und einem ungefederten Teil, insbesondere für die Abfederung eines Fahrgestells oder eines Sitzes eines Fahrzeuges, enthaltend ein pneumatisches Organ, das zwei Elemente hat, die jeweils mit dem abgefederten bzw. ungefederten Teil fest verbunden sind, wobei das eine Element aus einer gasdicht abgeschlossenen, gasgefüllten pneumatischen Kamme'r besteht, deren mindestens eine Wand eine elastische Membran ist, während das andere Element ein Kolben ist, der auf die Membran derart einwirkt, daß das Volumen der pneumatischen Kammer vermindert wird.The present invention relates to a spring device with a pneumatic cushion between a sprung and an unsprung part, especially for the suspension of a chassis or a Seat of a vehicle, containing a pneumatic member which has two elements, each with the sprung and unsprung part are firmly connected, one element consisting of a gas-tight, gas-filled pneumatic chamber, the at least one wall is an elastic membrane, while the other element is a piston which acts on the membrane in such a way that the Volume of the pneumatic chamber is reduced.
409814/0351409814/0351
96-(H11824-Cas7)-TauHd-r (9)96- (H11824-Cas7) -TauHd-r (9)
Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Bauart besteht die pneumatische Kammer, Kissen genannt, gewöhnlich aus einem starren oder halbstarren Teil in Glockenform , der durch die elastische Membran geschlossen ist; der Kolben arbeitet mit dem Kissen zusammen, um ein elastisches System zu verwirklichen.In the known devices of this type, there is the pneumatic Chamber, called a pillow, usually consists of a rigid or semi-rigid part in the shape of a bell, which is crossed by the elastic membrane closed is; the piston works together with the cushion to create an elastic system.
Die pneumatische Kammer umschließt ein Gas, das Luft, Stickstoff oder jedes andere geeignete Gas sein kann. Die Membran ist mit dem freien Rand der Glocke derart luftdicht verbunden, daß man Kissen erhalten kann, in die man unter Druck ein Gas eingeschlossen hat und es dort gleichsam unendlich lange hält.The pneumatic chamber encloses a gas, which can be air, nitrogen, or any other suitable gas. The membrane is with the free edge of the bell so airtight connected that you can get cushions in which you have enclosed a gas under pressure and it lasts there, as it were, indefinitely.
Solche Kissen wurden entweder als Hilfsfedereinrichtungen mit atmosphärischem Druck oder mit Niederdruck (Vorrichtung zur Verminderung der Starrheit) verwendet, oder als Federelement, das für sich allein die auftretende Belastung trägt. In diesem Fall wird dann die Membran, im allgemeinen ein reines Elastomer, ohne Verstärkung durch ein Gewebe, einer beträchtlichen Arbeit unterworfen.Such pillows were used either as auxiliary spring devices with atmospheric pressure or with low pressure (device for reducing the rigidity), or as a spring element that alone bears the load that occurs. In this case then the membrane, generally a pure elastomer, without reinforcement by a fabric, undergoes considerable work.
Es ist also darauf zu achten, daß diese Membran ausschließlich den unbedingt notwendigen Durchfederungen beim Betrieb der Federung unterworfen wird. Um dies zu erreichen, ist es wichtig, daß die Stellung des beweglichen Elements ständig sehr nahe der theoretischen Stellung bleibt. Man vermeidet so jede unnütze Durchbiegung der Membran.It is therefore important to ensure that this membrane only provides the absolutely necessary deflection during operation of the suspension is subjected. To achieve this, it is important that the position of the movable element always remains very close to the theoretical position. This avoids any unnecessary bending of the membrane.
Zu diesem Zweck zwingt man die Achse des Kolbens oder die des Kissens, ständig zur Achse des anderen Federelements, d. h. Kissens oder Kolbens, parallel zu bleiben.For this purpose one forces the axis of the piston or that of the Cushion, always on the axis of the other spring element, d. H. Pillow or piston to stay parallel.
409814/U36 1409814 / U36 1
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, das bewegliche Element, d. h. Kolben oder Kissen, in eine präzise Stellung zubringen.The object of the present invention is to provide the movable element, d. H. Plunger or pillow, bring it into a precise position.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das eine ihrer Elemente, das geführte Element, in seiner Stellung ständig durch zwei Schwingarme eines Parallelogramms festgelegt ist, wobei jeder Schwingarm an einem Ende an einem mit dem ortsfesten Element fest verbundenen Teil und am anderen Ende in geeigneten Punkten des beweglichen Elements angelenkt ist.This object is achieved according to the invention in that one of its elements, the guided element, is constantly in its position two swing arms of a parallelogram is set, each swing arm fixed at one end to one with the stationary element connected part and is hinged at the other end in suitable points of the movable element.
Bei der erfindungsgemäßen Federeinrichtung ist also eines der Elemente, z.B. der Kolben, im Verhältnis zum Kissen derart geführt, daß seine Achse ständig parallel zur Achse des Kissens bleibt. Man vermeidet so Verwindungen der Membran, was eine Neigung der Kolbenachse zur Kissenachse verursachen könnte, Verwindungen, die für eine lange Lebensdauer der Membran nachteilig wären.In the spring device according to the invention, one of the elements, e.g. the piston, is guided in relation to the cushion in such a way that that its axis always remains parallel to the axis of the pillow. This avoids twisting of the membrane, which causes the Piston axis to cushion axis could cause twisting that would be disadvantageous for a long service life of the membrane.
Die Erfindung wird anhand der aus einer einzigen Figur bestehenden Zeichnung näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen, pneumatischen Federeinrichtung der Vorderachse eines Fahrzeugs im Aufriß mit einem Teilschnitt der Federeinrichtung dargestellt ist.The invention will be illustrated by means of which consists of a single figure Drawing explained in more detail, in which an embodiment of the invention, pneumatic spring device of the front axle of a vehicle shown in elevation with a partial section of the spring device is.
Die Zeichnung zeigt eine Abfederung vorn an einem Kraftfahrzeug mit zwei Verbindungsstücken in Form von querverlaufenden Armen 1 und 2, die jeweils in 3 und 4 an einem Fahrgestell 5, das schematisch in der Zeichnung dargestellt ist, und in 6 und 7 an einem Lenkzapfen angelenkt sind.The drawing shows a front suspension on a motor vehicle with two connecting pieces in the form of transverse arms 1 and FIG. 2, each in FIGS. 3 and 4 on a chassis 5, which is shown schematically in the drawing, and in FIGS. 6 and 7 on a steering pivot are hinged.
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Die Federung enthält ein pneumatisches Organ, das zwei ElementeThe suspension contains a pneumatic organ that has two elements
9 und 10 umfaßt, die jeweils mit dem gefederten Teil oder Fahrgestell 5 und dem ungefederten Teil oder Lenkzapfen 8 fest verbunden sind.9 and 10, each with the sprung part or chassis 5 and the unsprung part or steering pin 8 are firmly connected.
Das Element 9 ist eine luftdicht abgeschlossene pneumatische Kammer, gefüllt mit einem Gas wie Luft, deren oberer Teil eine starre oder halbstarre Glocke 9 a ist und deren unterer Teil eine verformbare Membran 9b aus einem Elastomer ist, die mit der freien unteren Seite der Glocke 9 a durch Umbördelung luftdicht verbunden ist. Die pneumatische Kammer ist an einer Rippe 5 a des Fahrgestells 5 durch eine Verschraubung mit einer Schraubenmutter 11 befestigt, die an dem Gewindeteil eines Verbindungsgliedes 12 verschraubt ist, das zur Befestigung dient und das Zuleiten von Druckgas durch eine Druckleitung 13 gestattet, die gasdicht am Verbindungsglied 12 befestigt ist.The element 9 is a hermetically sealed pneumatic chamber, filled with a gas such as air, the upper part of which has a rigid or semi-rigid bell 9 a and the lower part of which is a deformable membrane 9 b made of an elastomer, which with the free lower side of the bell 9 a connected airtight by flanging is. The pneumatic chamber is on a rib 5 a of the chassis 5 by a screw connection with a nut 11 attached, which is screwed to the threaded part of a connecting member 12, which is used for fastening and the supply of pressurized gas permitted by a pressure line 13 which is attached to the connecting member 12 in a gas-tight manner.
Das Element 10 ist ein Kolben, der auf die Membran 9 b derart einwirken kann, daß das Volumen der pneumatischen Kammer vermindert wird. Der Kolben 10 setzt sich aus einem Teil in Form einer Glocke 10a zusammen, die unmittelbar in Kontakt mit der Membran 9b steht, aus einer inneren Bewehrung 10b und aus einem Arm 10c, der fest mit der Bewehrung 10b verbunden ist; die BewehrungThe element 10 is a piston which can act on the membrane 9 b such that the volume of the pneumatic chamber is decreased. The piston 10 is composed of a part in the form of a bell 10a, which is in direct contact with the membrane 9b consists of an inner reinforcement 10b and an arm 10c which is firmly connected to the reinforcement 10b; the reinforcement
10 b und der Arm 10 c werden weiter unten erklärt.10 b and arm 10 c are explained below.
Erfindungsgemäß ist eines der Elemente des pneumatischen Organs , geführtes Element genannt, das in dem vorliegenden Fall der Kolben 10 ist, mit dem festen Teil am anderen Element 9 verbunden,According to the invention, one of the elements of the pneumatic organ is called the guided element, which in the present case is the Piston 10 is connected to the fixed part on the other element 9,
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d. h. mit dem Fahrgestell 5, durch Zwischenschalten von zwei Schwingarmen, die beide durch Gelenke paralleler Achsen, einerseits am Kolben 10 und andererseits am Fahrgestell 5, angelenkt sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist einer der Schwingarme durch einen Arm 14 dargestellt, der bei 15 am freien Ende des Armes 10 c des Kolbens 10 und bei 16 am Fahrgestell 5 angelenkt ist. Der andere Schwingarm wird durch das durchgehende, gelenkige Verbindungsstück oder den unteren Federarm 1 selbst dargestellt .d. H. with the chassis 5, by interposing two swing arms, both of which have joints on parallel axes, on the one hand on the piston 10 and on the other hand on the chassis 5, are articulated. In the illustrated embodiment, one of the swing arms is represented by an arm 14 which is articulated at 15 on the free end of the arm 10 c of the piston 10 and at 16 on the chassis 5 is. The other swing arm becomes through the continuous, articulated one Connection piece or the lower spring arm 1 itself is shown.
Zu diesem Zweck ist die Bewehrung 10 b des Kolbens 10 mit dem Verbindungs-Gelenkstück 1 .durch ein zwischenliegendes Gelenk 17 verbunden, das am Ende eines Stützarmes la vorgesehen ist, der mit dem Teil 1 ein Ganzes bildet, das auf diese Art gleichzeitig die Rolle des Schwingarmes spielen kann, der einerseits den Kolben 10 durch das Gelenk 17 und andererseits das Fahrgestell 5 durch das Gelenk 3 verbindet.For this purpose, the reinforcement 10 b of the piston 10 is connected to the connecting joint piece 1 through an intermediate joint 17 connected, which is provided at the end of a support arm la with Part 1 forms a whole, which in this way also plays the role of the swing arm can play, on the one hand the piston 10 through the joint 17 and on the other hand the chassis 5 through the joint 3 connects.
Die Gelenke 3, 17, 15 und 16 sind parallele Achsen und bilden die Ecken eines (Kräfte-)Parallelogramms.The joints 3, 17, 15 and 16 are parallel axes and form the corners of a (force) parallelogram.
Daraus ergibt sich, daß die Drehung des Verbindungsstücks 1 um sein Gelenk 3 auf dem Fahrgestell 5 an den Gelenken 17 und 15 kreisförmige Bahnen, jeweils vom selben Radius AA' und BB1,-derart beschreiben läßt, daß die Achse xx' des Kolbens 10 zur Achse yy' der pneumatischen Kammer 9 parallel bleibt. Auf diese Art werden Verwindungen der Membran 9b, die durch eine Neigung der AchseIt follows that the rotation of the connecting piece 1 around its joint 3 on the chassis 5 at the joints 17 and 15 can describe circular paths, each with the same radius AA 'and BB 1 , so that the axis xx' of the piston 10 to the axis yy 'of the pneumatic chamber 9 remains parallel. In this way, twisting of the membrane 9b caused by an inclination of the axis
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xx1 des Kolbens 10 gegen die Achse yy1 der pneumatischen Kammer hervorgerufen werden könnten, vermieden.xx 1 of the piston 10 against the axis yy 1 of the pneumatic chamber could be avoided.
Die Durchbiegungen, die der Membran 9 b durch den Kolben zugefügt werden, werden dann auf diejenigen begrenzt, die durch eine notwendige Kreisbahn AA' des genannten Kolbens 10 verursacht werden, wobei die Bahn AA.1 um die Gelenkachse 3 des Verbindungsteiles 1 zentrisch ist. Es ist zweckmäßig, die Bahn AA' zur Hälfte beiderseits der Achse yy1 der pneumatischen Kammer 9 aufzuteilen.The deflections which are added to the diaphragm 9 b by the piston are then limited to those which are caused by a necessary circular path AA 'of said piston 10, the path AA. 1 is centric about the hinge axis 3 of the connecting part 1. It is expedient to divide the path AA 'halfway on both sides of the axis yy 1 of the pneumatic chamber 9.
Das Organ der pneumatischen Federung gemäß der Erfindung, wie oben beschrieben, kann wohlgemerkt bei Abfederungen mit einem einzigen gelenkigen Verbindungsstück verwendet werden (bei Fahrzeug-Hinterrädern) oder selbst bei Federungen, die keinerlei Verbindungsstück aufweisen. In diesem letzteren Fall wird jedes der Elemente des pneumatischen Abfederungsorgans unmittelbar mit dem entsprechenden abgefederten und ungefederten Teil verbunden.The organ of the pneumatic suspension according to the invention, as described above, can be noted for suspension with a single articulated connecting piece can be used (for vehicle rear wheels) or even with suspensions that do not have any connecting piece. In this latter case, each of the elements of the pneumatic cushioning element directly connected to the corresponding sprung and unsprung part.
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