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Abfederung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Zweck vorliegender Erfindung
ist es, bei Befahren von Kurven und unebenen Straßen ein Schwingen des Fahrzeuges
um waagerechte Achsen nach Möglichkeit zu vermeiden. Zum überwiegenden Teil ist
solches Schwingen ,eines gefederten Fahrzeuges die Folge von zu weicher Federung,
da beim Befahren von Kurven infolge der Wirkung der Zentrifugalkraft die Wagenfedern
an der Außenseite der Kurve gespannt und die Federn an der Innenseite in gleichem
Maße entspannt werden. Das Fahrzeug hängt daher nach einer Seite, und um rin Kippier
auszuschließen, isst, da entsprechend starke Federn zur Anwendung kommen müssen,
die- Verwendungsmöglichkeit weicher Federn sehr beschränkt.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist man bereits- dazu übergegangen,
die Federn zweier Räder in starrer Abhängigkeit voneinander zu halten, so daß einem
Spannen der Federn auf der einen Seite des Fahrzeugfes notwendig ein gleich starkes
Spannen auf der anderen Seite folgen mußte. Die starre Abhängigkeit der Federn zweier
Räder hat jedoch mehr Nachteile, als sie Vorteile bringt, weshalb sie sich auch
praktisch nicht .einführen konnte. Andere bekannte Anordnungen, welche diese Nachteile
nicht besitzen, beeinträchtigen jedoch die Durchbiegefähigkeit und Weichheit der
Wagenfeder, oder sie lassen sich nur biei Kantileverfedern (Auslegerfedern) anwenden.
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Die erfindungsgemäße Abfederung, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
bei der die Federn eines Räderpaares durch oder ohne Vermittlung elastischer Organe
derart miteinander verbunden sind, daß bei Verschiebung des .einen Rades in bezug
auf den. Rahmen eine gleichsinnige Verschiebung des anderen Rades erfolgt, vermeidet
diese Nachteile dadurch, daß die gleichsinnige Verschiebung durch ein den gewöhnlichen
Wagenfedern entgegenwirkendes gespanntes FederungSsystem bewirkt wird und die gesamte
Last des Fahrzeuges durch die eigentlichen Wagenfedern getragen ist. Die zusätzlichen
Federn sind durch Zugseile mit den Radachsen oder nächst diesen mit den Radfedern
verbunden. Bei Zwischenschaltung von Doppelhebeln zwischen den inneren Federenden
und dem Rahmen greift das Federungssystem an dem einen Doppelhebelarm an. Ist eine
besondere Spannfeder für das Vorder- und Hinterradpaar vorgesehen, so sind die beiden
Spannfedern federnd miteinander verbunden. Die Vorder- und Hinterradfedern können
auch durch eine :einzige Spannfeder miteinander verbunden sein. Die Spannkraft des
Federungssystems ist vom Führersitz aus veränderlich. Schließlich können die Spannfedern
durch die Radfedern selbst gebildet sein. Die Bewegung der Zugorgane ist vorteilhaft
gedämpft.
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Die beiliegenden Abbildungen zeigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Federung, und zwar Abb. z schematisch den Rahmen eines Kraftfahrzeuges in Draufsicht,
Abb. a den Vorderteil ,eines Rahmens in Ansicht von unten, Abb. 3 eine Seitenansicht
zu Abb. z, Abb. q. einen Kraftwagenrahmen in Ansicht von unten,
Abb.
5 eine Dämpfungseinrichtung in Draufsicht, Abh. 6 einen Rahmen in Ansicht von unten,
Abb. 7 den vorderen Teil eines Rahmens in Ansicht von unten, Abb. 8 eine Seitenansicht
hierzu, Abh. g den vorderen Teil eines Kraftwagenrahmens mit Viertelelliptikfederung
in Seitenansicht, Abb. io den Vorderteil eines Rahmens in Ansicht von unten, Abb.
i i eine Seitenansicht hierzu.
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Abb. i dient der Erläuterung des Zweckes der erfindungsgemäßen Federung.
Wird die Feder in Punkt III infolge des Befahrens einer Kurve oder eines Hinderntssies,
.beispielsweise in Form ,eines Steines, gespannt bzw. dem Rahmen genähert, so wird
Punkt IV je nach der Anordnung der @erfindungsgemäßen Federung entweder entlastet
oder niedergedrückt, Punkt II allein oder Punkt I und II zusammen gehoben. Auch
kann das Spannen der Feder in Punkt III alle genannten Wirkungen mit je seiner
Möglichkeit von Punkt IV gleichzeitig zur Folge haben.
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Gemäß Abb. z und 3 sind die die Achse K der Räder 3 tragenden Halbelliptikfedern
4 und 5 unter Vermittlung von Gelenken 6 an dem Rahmen 7 eines Kraftfahrzeuges befestigt.
Nächst den Federn 4 und 5 greifen an den beiden Enden der Radachse z über Rollen
8 ,geführte Zu,gseil-e 9 und io an, welche mit ihren anderen Enden gemeinsam an
einer am Rahmen 7 des Kraftfahrzeuges befestigten Schraubienfeder i i angehängt
sind. Diese übt auf die Achse z bzw. deren Radfedern ¢ und 5 eine Zugwirkung aus,
unter welcher die Radfedern 4 und 5 gespannt bzw. leicht abgeflacht werden.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Bewegt sich das Fahrzeug
auf einer Kurve entsprechend der Pfeilrichtung V, so werden infolge der Wirkung
der Zentrifugalkraft die Feder 5 gespannt und die Feder 4 in gleichem Maße entspannt.
Die Summe der durch die Spannung der Federn 4 und 5 an der Schraubenfeder i i angreifenden
Kräfte bleibt demnach die gleiche. Durch Spannen der Feder 5 wird der Weg des Seiles
io verkürzt bzw. dieses gelockert, so daß, die Zugkraft der Feder i i, welche vorher
zu gleichen Teilen auf die Federn 4 und 5 gewirkt hat, nunmehr zum größten Teil'
an der Feder 4 abgreift. Die Folge davon. ist ein Spannen bzw. Abflachen der Feder
4, so daß ein zu starkes Neigen des Rahmens infolge des Spanners der Feder 5 unter
der Wirkung der Zentrifugalkraft durch das gleichzeitige Spannen der Feder 4 vermieden
wird. Da gerade die Wirkung der Zentrifugalkraft in Verbindung mit dem Abflachen
der Federn auf einer Seite des Fahrzeuges!, um .ein Kippen desselben zu vernteiden,
die VerwendunZ von weichen Federn in erheblichem Maße beschränkt, so können unter
Zuhilfenahme der erfindungsgemäßien Einrichtung weichere Federn, zur Anwendung kommen,
als es bisher der Fall war. In ebenderselben Weise wie bei Halbfellipfikfederung
läßt sich auch die Einrichtung bei Viertelelliptikfederung anbringen. Die Zugseile
9 und i o sind in diesem Falle, ebenfalls über Rollen geführt, an der Achse der
Räder nahe der Federn befestigt. Gegenüber Einrichtungen bekannter Art, wie oben
erwähnt, besitzt die erfindungsgemäße Federung den Vorteil, daß die Federn nicht
in starrer Abhängigkeit voneinander gehalten sind. jede Feder besitzt für sich,
unabhängig von der anderen, eine ,gewisse Schwingu@ngsfreihelit. Die genannten Einrichtungen
wie auch die der meisten nachstehenden Ausführungsformen lassen sich ebenso bei
Kantilemr, Schrauben und auch auf Torsion beanspruchten Federn anwenden. An Stelle
der Zugorgane können beliebige übertragungsmittel treten, beispielsweise Radialhebel,
welche auf die Achsen einen Druck ausübten. Auf Torsion beanspruchte Federn kommen
in Verbindung reit Streben zur Anwendung, wobei die Zugseile an an diesen befestigten
Hebeln o. dgl. angreifen. Bei Verwendung geeigneter Einrichtungen können die Ausgleichorgane
(Zugseile) auch zum Tragen des ('Fahrzeuges herangezogen werden, so daß ihre Aufgabe
eine doppelte ist, nämlich Tragen und Ausgleichen.
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Bewegt sich das Fahrzeug in der Geradem und wird infolge eines einem
Radentgegenstehenden Hindernisses, beispielsweise :eines Steines, die Feder 5 ,gespannt
bzw. dem Rahmen des Fahrzeuges genähert, so wird, wie oben, der Weg des Zugseiles
io verkürzt, und die Feder i i wirkt zum größten Teil unter Spannen derselben auf
die Feder 4. Der Rahmen 7 wird durch Spannen der Feder dieser plötzlich genähert.
Durch Senken des Rahmens bei der Feder 4 wird der Druck des Rahmens. bei der Feder
5 vergrößert, so daß dem Spannen der Feder 5 infolge des Hindernisses gleichzeitig
ein größerer Druck des Rahmens in :eutgegenggesietztex Richtung entgegenwirkt. Die
auf die Feder 5 von unten wirkende Kraft wird somit zum größten Teil durch die Feder
5 ohne Beeinflussung (Heben des Rahmens) -an dieser Stelle aufgefangen., so da.ß
der Rahmen 7, trotz des Hindernisses und Spanners der Feder 5, nur wenig aus seiner
Ebene gebracht wird. Bemerkenswert ist, daßentgegen beirr Befahren
einer
Kurve im Falle eines einem Rad entgegenstehenden Hindernisses die Summe der an der
Spannfeder i i wirkenden Kräfte der Federn 4 und 5 nicht gleichbleibt, vielmehr
verringert wird. Die Feder i i wird daher eine leichte Zusammenziehung erfahren.
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Steht den Rädern des Fahrzeuges gleichzeitig ein zu dessen Bewegungsrichtung
sankrecht stehendes Hindernis entgegen (Rinne oder Höker), so wird die Feder i i
,entspannt, ohne jedoch auf die Federn 4 und 5 des Fahrzeuges eine, besondere Wirkung
auszuüben. In den letztgenannten Fällen kommt dem Fahrzeug aber die weiche Federung
zugute, welche nur unter Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung möglich ist.
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Gemäß Abb. 4 ist für die Federn der Hinter-und Vorderräder eine gemeinsame
Spannfeder i i vorgesehen. Um seitliche Verschiebungen derselben in einem der oben
genannten Fällc zu vermeiden, ist die Feder i i durch Federn i z mit dem Rahmen
verspannt. An Stelle dieser können jedoch auch Seile oder sowohl am Rahmen wie auch
an der Feder i i angelenkte Stangen treten. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung
ist dieselbe wie die Wirkungsweise der Einrichtung nach Abb-. z und 3, jedoch mit
dem Unterschied, daß, bei Spannen einer Radfeder infolge eines dem betreffenden
Rad entgegenstehenden Hindernisses alle übrige Federn des Fahrzeuges beeinflußt
werden. Wird beispielsweise die Vorderradfeder 5 (in der Zeichnung rechts) des Fahrzeuges
infolge eines auf das Rad treffenden Steines gespannt (dem Rahmen genähert), so
ist, wie oben dargelegt, die Summe der an dem rechten Ende der Spannfeder i i angreifenden
Kräfte vermindert. Die Spannfeder wird daher einerseits, wie oben, in verstärktem
Maße, unter Spannen derselben, an der anderen Vorderradfeder 4 ziehen, andererseits
jedoch auch die beiden Hinterradfedern 4. und 5 etwas entlasten, so daß der Rahmten
des Fahrzeuges gegenüber den Federn bzw. dem Boden dort angehoben wird. Durch Anheben
des hinteren Rahmenteiles wird jedoch plötzlich der Druck dies Rahmens auf die vorderen.
Federn verstärkt, so daß dem Spannen der Fader 5 infolge des Hindernisses gleichzeitig
ein größerer Druck des Rahmens, hervorgerufen durch Spannen der Vorderradfedier
4 und Entspannen der Hinterra.dfedern, in entgegengesetzter Richtung entgegenwirkt.
Die auf die Feder von unten wirkende Kraft wird somit in erheblicherem Maße
als bei der Ausführungsform nach Abb. z und 3 durch den verstärkten Rahmendruck
aufgefangen. Betan Befahren vom Kurven übt diese Vorrichtung gegenüber der der Abb.
2 und 3 keine überschüssige Wirkung aus, da die Summe der an einer Seite der Spannfeder.
angreifenden Kräfte in jedem Falle die gleiche bleibt. Die Spannfeder i i kann biet
der Ausführungsform nach Abb. 4 vollkommen wegfallen, wobei die Wirkung derselben
durch die Spannkraft der Wagenfedern 4 und 5 selbst ersetzt wird. Die Federn 4 und
5 der Hinterräder spannen die Federn 4. und 5 der Vorderräder, und umgekehrt.
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Um ein ruckartiges Heben des Rahmens an der Stelle der Feder infolge
der Spannung der Feder 4 zu vermeiden, sind Stoßdämpfer 15 vorgesehen (Abb. 5).
Diese blestehen in. bekannter Weise aus zwei oder mehreren, durch Schraubenbolzen
und -muttern aneinandergepreßten Fiberscheiben 16, an welchen Arme 17 und 18 befestigt
sind. Dem Bewegen der Arme zu- und g 4geneinander steht die Reibung zwischen. den
Fiberscheiben 16 entgegen. Der Arm 17 ist starr an dem Rahmen 7 des Fahrzeuges befestigt,
während der andere Arm 18 mit seinem freien Ende gelenkig mit dem Zugseil 13 verbunden
ist. Derartige Stoßdämpfer lassen sich auch bei allen anderen Ausführungsformen
an den Zugseilen bzw. Ausgleichorganen anbringen.
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Abb. 6 zeigt eine Ausführungsform ähnlich den Abb. z und 3, wobei
jedoch für die Hinter- und Vorderradfedern, entgegen der Ausführungsform der Abb.
4, je eine besondere Spannfeder i i vorgesehen ist. Die beiden Spannfedern i i sind
überdies noch durch ein Seil i 9 miteinander verbunden. Dieses kann durch eine weitere
Spannfeder 2o unterbrochen sein. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist ebenso wie
die der Ausführungs-_ form nach Abb.4.
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Gemäß den Ab@b. ,^ und 8 sind die Halbelliptkfedern 4 und 5 an ihnen
einen Enden an dem Rahmen 7 unmittelbar und an ihren anderen Enden durch die waagrechten
Arme z i von Kniehebeln gestützt. Diese sind, um Bolzen z3 drehbar, an Rahmenansätzen
2z befestigt. Die senkrechten Arme 24 der Winkelhebel sind durch Zugsteile
25 mit der gemeinsamen Spannfeder i i verbunden. Durch die Spannfeder i i
wird auf die Hebelarme 24 ein Zug in der Pfeilrichtung VI ausgeübt. Durch die Hebelarme
z i und die Gelenke 6 werden die Federn 4 und 5 nach unten gezogen- und dadurch
gespannt gehalten.
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung entspricht in allen Fällen der
bei der Ausführungsform nach Abb. z und 3. Bei Befahre einer Kurve wird mit der
einen Feder 5 gleichzeitig auch die andere Feder etwas gespannt bzw. der Rahmen
dieser genähert. Auch bei Belastung der leinen Feder 5 infolge eines auf dessen
Rad auftrefFenden
Hindernisses wird die andere Feder 4 gespannt,
so daß sich der Rahmen 7 a..2_ dieser Stelle senkt und notwendig auf die eine Feder
4 einen stärkeren Druck ausübt. Die Kniehebel können starr auf einer gemeinsamen,
am Rahmen drehbar befestigten Welle sitzen.
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Abb.. 9 zeigt eine den Abb. 7 und 8 ähnliche Ausführungsform, wobei
jedoch an Stelle der Halbellipt'ikfederung Viertelelliptikfedern 4 und 5 zur Anwendung
gebracht sind. Die Viertelelliptikfedern 4 und 5 sind starr; mit- an -.dem Rahmen.
7 ü drehbar befestigten Lagerbolzen 26 verbunden. Bolzen 26 tragen nach abwärts
gerichtete Arme 27, deren freie Enden, wie oben, durch Zugseile 25 mit der Spannfeder
i i (nicht gezeichnet) verbunden sind. Auch hier können die Bolzen 26 durch eine
für die Federn 4 und 5 gemeinsam durchgehende Welle gebildet sein. In diesem Falle
wie auch bei der entsprechenden oben genannten Ausführungsform bei Halbellptikfedern
swnd jedoch nur die die einen. Enden der Federn tragenden Hebel starr miteinander
verbunden. Die Federn 4 und 5 selbst vermögen bis. zu einem bestimmten Grad in Unabhängigkeit
voneinander zu schwingen, ohne hierbei. die erfindungsgemäße Einrichtung erheblich
zu beeinflussen.
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Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform' entspricht der Abb. 7 und
B.
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Gemäß Abb. io und i i schließlich sind Halbelliptikfedem 4 und 5 wie
bei Abb.2 und 3 an dem Rahmen 7 befestigt. An der Achse 2 der Räder 3, nahe den
Federn 4 und 5, greifen Zugseile 28 und 29 an. Die anderen Enden der Zugseile 28,
29 laufen, an diesen befestigt, über Rollen 30, welche starr auf einer an dem Rahmen
drehbar gelagerten Welle 31 sitzen. Auf Welle 31 ist ferner eine Rolle 32 verkeilt,
über welche .ein an der Spannfeder i i angreifendes Zugseil 2 5 läuft. Die Wirkungsweise
dieser Ausführungsform entspricht genau der Wirkungsweise der Ausführungsform der
Ab'b. 2 und 3. Wenn der Radius der Rolle 32 größer ist als der der Rollen 30, so
ist gleichzeitig ;eine Hebewirkung erreicht, derart, daß die Spannfeder i i in erhöhtem
Maße auf die Federn 4 und 5 wirkt. Auch in allen übrigen Fällen kann die wirksame
Spannkraft der Feder durch Übersetzungshebel erhöht sein.
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Um der jeweiligen Belastung des Fahrzeuges und Straßenverhältnissen
Rechnung tragen zu können, ist die Spannkraft der Spannfedern zwec'krnäßig durch
einen am Führersitz angeordneten Hebel. o. dgl. vieränderlich. Vorteilhaft ist auch
.eine Einrichtung vorgesehen, welche vom Führersitz aus die Belastung der Federn
oder übertragungsorgane wahrnehmbar macht, so daß die Veränderung der Spannkraft
der Federn in Anlehnung an die jeweilige Ablesung vorgenommen werden kann.