DE575162C

DE575162C - Air suspension and damping for motorcycles or the like.

Info

Publication number: DE575162C
Application number: DER82647D
Authority: DE
Original assignee: Rheinische Metallwaaren and Maschinenfabrik AG
Current assignee: Rheinische Metallwaaren and Maschinenfabrik AG
Priority date: 1930-11-27
Filing date: 1931-09-06
Publication date: 1933-04-25
Also published as: BE575162A

Description

Es sind Federungen für Fahrzeuge bekanntgeworden, die zwischen Radaufhängung und Fahrgestell geschaltet sind und aus einem mit Druckluft gefüllten Zylinder und einem in diesem beweglichen Kolben bestehen. Da aber der Kolben auf seinem ganzen Wege an der Zylinderwandung abgedichtet, also nur die obere Stirnseite des Kolbens wirksam ist, so findet bei Stößen u. dgl. sofort ein weiteres Zusammenpressen der Druckluft statt. Es hat dies zur Folge,, daß bei geringer. Aufladung des Druckluftraumes leichte Stöße zwar gut aufgefangen werden, daß dagegen harte Stöße ein Durchschlagen der Federung verursachen, während bei starker Aufladung des Druckluftraumes wohl auch das Auffangen starker Stöße möglich ist, aber leichte Stöße unmittelbar in das Fahrgestell geleitet werden.
Nach der Erfindung ist nun der frei bewegliche Kolben einer solchen Luftfederung als Differentialkolben ausgebildet, und die Räume oberhalb und unterhalb dieses Kolbens sind durch Überströmkanäle verbunden. Letztere sind vorteilhaft so ausgebildet, daß ihr Querschnitt nach den Enden des Kolbenweges hin sich verkleinert. Dazu können sie in die Zylinderinnenwandung als Längsnut eingearbeitet sein, die sich nicht ganz bis zu den Zylinderdeckeln erstreckt und deren Querschnitt nach den Enden hin abnimmt, oder aber sie sind als Bohrungen im Zylinder ausgebildet, die nach der Mitte des Zylinders hin an Größe zunehmen. Ferner können als Überströmkanäle außerhalb des Zylinders Hegende Rohrleitungen angeordnet sein, in die ein Regelventil ο. dgl. eingebaut ist. Schließlich kann im Kolben ein Rückschlagventil mit einem kleinen Durchgang angeordnet werden, so daß die Drosselung und damit die Dämpfung in einer Bewegungsrichtung des Kolbens größer ist als in der anderen Richtung.Suspensions for vehicles have become known which are connected between the wheel suspension and the chassis and consist of a cylinder filled with compressed air and a piston which is movable in this. However, since the piston is sealed off on the cylinder wall along its entire path, i.e. only the upper end face of the piston is effective, further compression of the compressed air immediately takes place in the event of impacts and the like. It has the consequence, that at lower. Charging of the compressed air space light shocks are well absorbed, however, hard shocks cause the suspension to break down, while strong shocks can also be absorbed when the compressed air space is heavily charged, but light shocks are passed directly into the chassis.
According to the invention, the freely movable piston of such an air suspension is designed as a differential piston, and the spaces above and below this piston are connected by overflow channels. The latter are advantageously designed so that their cross-section decreases towards the ends of the piston travel. For this purpose, they can be incorporated into the inner wall of the cylinder as a longitudinal groove that does not extend all the way to the cylinder lids and whose cross-section decreases towards the ends, or they are designed as bores in the cylinder that increase in size towards the center of the cylinder. Furthermore, pipelines can be arranged as overflow channels outside the cylinder, into which a control valve ο. Like. Is built in. Finally, a check valve with a small passage can be arranged in the piston, so that the throttling and thus the damping is greater in one direction of movement of the piston than in the other direction.

Infolge der neuen Anordnung ist es im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen möglich, leichte Und starke Stöße mit der gleichen Druckluftfüllung gleich gut abfangen zu können, wobei die Federung als Stoß verzehrer wirkt Und einen stoßlosen Rücklauf in die Anfangslage gewährleistet. Leichte Stöße werden nämlich durch den kleineren Kolben, die Kolbenstange, allein aufgefangen, da nur sie durch ihr Eindringen in den Zylinder eine geringe Zusammendrückung der im Zylinder enthaltenen Druckluft bewirkt. Solche leichten Stöße werden also sehr weich, abgefedert, da der Kolbenweg so kurz ist, daß eine erhebliehe Verengung des Überströmkanals noch nicht eintritt. Sobald aber ein stärkerer Stoß auf die Kolbenstange trifft, wird dieser zu-As a result of the new arrangement, it is in contrast to the known devices possible, light and strong impacts can be absorbed equally well with the same compressed air filling to be able to, whereby the suspension acts as a shock absorber and a shockless return in guarantees the initial position. The smaller piston, the piston rod, caught by itself, as only it penetrates the cylinder causes low compression of the compressed air contained in the cylinder. Such easy ones Impacts are therefore very soft, cushioned, since the piston travel is so short that a considerable amount Narrowing of the overflow channel does not yet occur. But as soon as a stronger shock hits the piston rod, this is

nächst weich abgedämpft, und dann wird der Kolben beträchtlich über seine Mittellage hochgetrieben bis dahin, wo die Überströmeinrichtung stark verengt und zuletzt abgeschnitten wird. Dann erzeugt der große Kolben zusätzlich, einen sehr kräftigen Druckanstieg im Raum über sich, der den starken Stoß vollkommen und weich abdämpft. Der Rückgang- νάτά ebenfalls gut abgedämpft, weil ίο im Raum unterhalb des großen Kolbens zunächst eine Druckzunahme stattfindet, bis der Überströmkanal so weit geöffnet ist, daß ein Druckausgleich auf beiden Kolbenseiten eintritt. next softly dampened, and then the piston is driven up considerably above its central position to the point where the overflow device is severely narrowed and finally cut off. Then the large piston also creates a very strong increase in pressure in the space above it, which completely and softly dampens the strong impact. The decrease νάτά is also well damped because ίο in the space below the large piston initially an increase in pressure takes place until the overflow channel is so wide open that pressure equalization occurs on both sides of the piston.

Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. The subject of the invention is shown in an exemplary embodiment in the drawing.

Fig. ι zeigt einen senkrechten Schnitt des Luftzylinders der Federung, und Fig. 2 bis 6 zeigen weitere Ausführungsformen des Luftzylinders. Fig. Ι shows a vertical section of the air cylinder of the suspension, and Figs. 2 to 6 show further embodiments of the air cylinder.

Die Federung wird beispielsweise ähnlich, wie die bekannten Schraubenfederaggregate am Rahmengestell des Vorderrades, z. B. zwisehen parallelogrammartig beweglichen Teilen eines GdenkgesteUs, angeordnet. In der Diagonale des letzteren ist der Luftfederungszylinder 12 an einem Halter 13 und die Kolbenstange 14 an einem. Querträger 15 der Gabel befestigt. Im Zylinder 12 bewegt sich der mit der Kolbenstange 14 verbundene Differentialkolben ι S, und der Zylinder besitzt im oberen Teil eine Nut 18 mit allmählich, zu- und wieder abnehmendem Querschnitt. Der Raum über dem Kolben 1S wird durch ein Rückschlagventil 22 beliebiger Art mittels einer Pumpe oder einer mit Preßluft gefüllten Flasche mit Druckluft gefüllt. Man füllt so lange Luft ein, bis der Kolben 15 sich in der Normalstellung gemäß Fig. 1 befindet. Der Kolben 15 mit seiner Stange 14 teilt den Zylinder 12 in zwei zylindrische Kammern Iz₁ und I2₂ mit verschieden großen Räumen, die aber unter sich durch die Nut 18 verbunden sind. Diese Nut ist so gestaltet, daß der Luftdurchlaß von einem Druckraum in den anderen mehr oder weniger abgedrosselt ist, je nach der Stellung des Kolbens.The suspension is, for example, similar to the known coil spring units on the frame of the front wheel, for. B. between parallelogram-like moving parts of a GdenkgesteUs arranged. In the diagonal of the latter, the air suspension cylinder 12 is on a holder 13 and the piston rod 14 on one. Cross member 15 attached to the fork. The differential piston ι S connected to the piston rod 14 moves in the cylinder 12, and the cylinder has a groove 18 in the upper part with a gradually increasing and decreasing cross section. The space above the piston 1S is filled with compressed air through a check valve 22 of any type by means of a pump or a bottle filled with compressed air. Air is filled in until the piston 15 is in the normal position according to FIG. 1. The piston 15 with its rod 14 divides the cylinder 12 into two cylindrical chambers Iz ₁ and I2 ₂ with spaces of different sizes, but which are interconnected by the groove 18. This groove is designed so that the air passage from one pressure chamber to the other is more or less throttled, depending on the position of the piston.

Wenn das Vorderrad über eine Boden-Unebenheit fährt, so steigt der Kolben im Zylinder 12, indem er die Luft, welche sich darin befindet, zusammendrückt, und das um so mehr, je größer die Bodenunebenheit ist. Sobald die Bodenunebenheit überfahren ist, wird der Zylinder 12 durch die zusammengepreßte Luft wieder in seine Normalstellung zurückgedrückt, ohne irgendeine Erschütterung auf den Lenker und den Rahmen zu übertragen. In der gezeichneten Normalstellung des Kolbens 15 besteht während der kleineren Kolbenbewegung der Luftdurchlaß von der Kammer I2_X nach I2₂ fast ohne jede Drosselungswirkung, da die Nut 18 an dieser, Stelle den größten Querschnitt hat. Sobald aber der Hub des Kolbens 15 bei stärkeren Stoßen nach .der einen oder anderen Seite größer wird, wird der Luftübertritt durch den verringerten Querschnitt der Nut immer mehr gedrosselt und dadurch eine sehr starke Dämpfungswirkung und Stoßverzehrung erzielt. Wenn bei sehr harten Stoßen der Kolben 15 die äußerste Spitze der. Nut 18 überstrichen hat, so_ bildet sich über dem Kolben 15 ein Luftkissen, das keine Verbindung mehr mit dem übrigen Teil des Zylinders hat und ein Durchschlagen der Federung selbst bei den härtesten Stoßen vermeidet.When the front wheel travels over a bump in the ground, the piston in the cylinder 12 rises by compressing the air that is in it, and the greater the bump in the ground, the more so. As soon as the unevenness of the ground has been driven over, the cylinder 12 is pushed back into its normal position by the compressed air without transmitting any vibration to the handlebars and the frame. In the normal position of the piston 15 shown, the air passage from the chamber I2 _X to I2 _{2 is} almost without any throttling effect during the smaller piston movement, since the groove 18 has the largest cross-section at this point. But as soon as the stroke of the piston 15 becomes larger with stronger bumps on one side or the other, the passage of air is more and more throttled by the reduced cross-section of the groove and a very strong damping effect and shock absorption is achieved as a result. If the piston 15 reaches the extreme tip of the. Has passed groove 18, so_ forms over the piston 15 an air cushion that has no connection with the rest of the cylinder and avoids a breakdown of the suspension even with the hardest impacts.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind statt der Nut 18 eine Reihe von Bohrungen 26 mit stufenweise zunehmendem Querschnitt von der Normalstellung des Kolbens aus im Zylinder 12 angeordnet, die durch dier außenliegende Nut 19 abgedeckt sind und auf diese Weise die Kammern ^₁ und I2₂ verbinden.In the embodiment according to FIG. 2, instead of the groove 18, a series of bores 26 with a stepwise increasing cross section from the normal position of the piston are arranged in the cylinder 12, which are covered by the external groove 19 and in this way the chambers ^ ₁ and I2 ₂ connect.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Brems- und Dämpfungsnut 18 durch einen gleich langen Führungskanal 28, außerhalb des Zylinders 12 gelegen und mit den Kammern I2-L und i2₂ verbunden, ersetzt, und mittels eines selbsttätigen Ventils 29 oder go eines anderen Organs wird eine stufenförmig fortschreitende Drosselung der überströmenden Luft von einer Kammer zur anderen erzielt. In the embodiment according to FIG. 3, the braking and damping groove 18 is replaced by a guide channel 28 of the same length, located outside the cylinder 12 and connected to the chambers I2-L and i2 ₂ , and by means of an automatic valve 29 or another Organ a gradual progressive throttling of the overflowing air from one chamber to the other is achieved.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist im Kolbenhals des Kolbens 15 ein Kanal 30 und ein Querkanal 31 gebohrt zwecks Verbindung der Kammern 12_t und i2₂. Ferner ist noch eine Durchlaßregelvorrichtung 32, z. B. ein selbsttätiges Ventil o. dgl., für den Luftkanal 30 vorgesehen, das eine stufenförmige Dämpfung bewirkt.In the embodiment of Fig. 4 in the bulb neck of the piston 15 a channel 30 and a transverse channel 31 is drilled for connection of the chambers 12 _t and I2 _2. Furthermore, a passage control device 32, for. B. an automatic valve o. The like., Provided for the air duct 30, which causes a stepped damping.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 hat der Kolben 15 zwei Längskanäle 33., welche die Kammern 12_X und i2₂ verbinden mittels des oberen hohlen Teiles 34 der Kolbenstange 14 und mittels der Öffnungen 35, die in dieser angebracht sind. Ein Rückschlagventil 36 mit Rückholfeder 37 liegt in der Kammer 34, und ein enger Kanal 36 ist durch dieses Ventil geführt. Sobald der Kolben 15 sich im Zylinder 12 abwärts bewegt, öffnet sich das Ventil 3 6 auf Grund des Druckunterschiedes> der in den Kammern 12_X und 12₂ entsteht (Fig. 6). Die Luft hat dann freien Durchlaß von i2_x nach I2₂ durch die Kanäle 33 und die Bohrungen 35. Im Augenblick der Umkehr des Kolbens schließt die Feder 37 das Ventil (Fig. 5), und die Luft kann von I2₃ nachIn the embodiment according to FIGS. 5 and 6, the piston 15 has two longitudinal channels 33 which connect the chambers 12 _X and _{12 2} by means of the upper hollow part 34 of the piston rod 14 and by means of the openings 35 made therein. A check valve 36 with a return spring 37 is located in the chamber 34, and a narrow channel 36 is passed through this valve. As soon as the piston 15 moves downwards in the cylinder 12, the valve 36 opens due to the pressure difference> that _{arises in the chambers 12 X} and 12 ₂ (FIG. 6). The air then has a free passage from i2 _x to I2 ₂ through the channels 33 and the bores 35. At the moment the piston is reversed, the spring 37 closes the valve (FIG. 5), and the air can move _{from I2 3 to}

_x nur durch die Bohrungen 35, den kleinen Kanal 38 und die Kanäle 33 gelangen. Diese Drosselung der Luft erzeugt die gewünschte _x can only pass through the bores 35, the small channel 38 and the channels 33. This throttling of the air creates the desired

Dämpfung. Indem man die Größe der Bohrung des kleinen Kanals 3 8 verändert, kann man diese Dämpfung beliebig regeln.Damping. By changing the size of the bore of the small channel 38, you can you can regulate this damping arbitrarily.

Claims

Patent claims:

1. Air suspension and damping for motorcycles and the like with one between the wheel suspension and chassis of the vehicle, filled with compressed air Cylinder and a piston movable in it, characterized in that the freely movable piston is a differential piston (15) is formed and that the spaces above and below this Piston through. Transfer channels are connected.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the cross section of the overflow channels decreases in size towards the ends of the piston path.

3. Device according to claim. 1 and 2, characterized in that the overflow channels are incorporated into the cylinder inner wall as a longitudinal groove (18) which extends not all the way to the cylinder covers and their cross-section according to the Decreases towards the ends.

4. Device according to. Claims 1 and 2, characterized in that the overflow channels as bores (26) in the cylinder (12) are arranged, which increase in size towards the center of the cylinder.

5. Device according to. Claim. 1 and 2, characterized in that as overflow channels outside the cylinder lying pipes (28) are arranged, in which a control valve or the like. Built is.

6. Apparatus according to claim. 1 and 2, characterized in that in the piston (15) a check valve (26) with a small passage (38) is arranged, so that the throttling and thus the damping in one direction of movement of the piston is larger than in the other direction.

1 sheet of drawings