DE609723C

DE609723C - Federungs- und Stossdaempfungseinrichtung fuer Fahrzeuge

Info

Publication number: DE609723C
Application number: DEF76019D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-08-03
Filing date: 1933-08-03
Publication date: 1935-02-22
Also published as: FR761255A; BE398159A; DE613774C; GB422686A

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 22. FEBRUAR 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JV* 609723 KLASSE 63 c GRUPPE

Fritz Faudi in Düsseldorf-Oberkassel

Federungs- und Stoßdämpfungseinrichtung für Fahrzeuge

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. August 1933 ab

Die Erfindung bezieht sieb auf eine Federungsund Dämpfungseinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge beliebiger Art, einschließlich der Motorräder und auch der Fahrgestelle für Flugzeuge, bei denen sie unmittelbar als Hauptabfederung zwischen der Radaufhängung und dem Fahrgestell des Fahrzeuges oder als Stoßdämpfer für eine das Fahrgestell gegen die Radachse abstützende Hauptabfederung zu dienen geeignet ist.

Federungs- bzw. Luftdämpfungseinrichtungen der gedachten Art werden nach bekannten Vorschlägen aus zwei Hauptteilen zusammengesetzt, nämlich einer mit oder ohne Vorspannung in das Gerät eingesetzten metallischen Feder, die zweckmäßig als Schraubenfeder ausgebildet ist, und einer dazu parallel geschalteten Luftfederung, die ihrerseits bei Annäherung der während der Fahrt gegeneinander bewegten

ao Teile des Fahrzeuges als Zusatzbremsfeder zu der metallischen Feder wirkt und beim Rückschwingen der abgefederten Teile nach Abfangen des vorhergegangenen Stoßes dämpfend wirkt, zuerst infolge Drosselung der Luft und dann im letzten Teil des rückwärts gerichteten Federungsweges dadurch, daß eine reine Luftfeder zwischen dem Kolben, dem Zylinderboden und dem, ihn umschließenden Federungszylinder gebildet und wirksam wird. Die beiden Federungsteile werden zweckmäßig zu einem einbaufertigen Bauteil vereinigt; sie müssen in ihren Kraftwirkungen durch geeignete Abmessungen der Bauteile zueinander abgestimmt sein, in erster Linie durch die Bemessung der Federstärke der metallischen Feder· und ihrer elastischen Verformbarkeit in Abhängigkeit von dem Gewicht, das auf ihr beim ordnungsmäßigen Gebrauch des Fahrzeuges im Ruhezustande lastet. Bei der dadurch hervorgerufenen statischen Belastung der Stahlfeder des gesamten Dämpfungsgerätes muß zwischen der Stahlfeder und der parallel geschalteten Luftfeder oder deren Bremszylinder die Beziehung herrschen, daß sich der Luftzylinder und der von ihm eingeschlossene Brems- oder Federungskolben in einer Mittellage befinden, bei der die Druckluftbelastung auf beiden Seiten des Kolbens gleich oder annähernd gleich ist.

Stoßdämpfer, die zwischen der Hauptabfederung und der Fahrzeuglast, nur aus metallischen Federn bestehend, gleich wie die beschriebenen zusammengesetzten wirken sollen, bedingen entweder verhältnismäßig große Längsabmessungen bei Ausführung als Schraubenfeder oder auch die Ineinanderschaltung von entgegengesetzt wirkenden Einzelfedern und bringen dennoch nicht eine Stoßabfederung oder -dämpfung hervor wie Stoßdämpfer, die auf der Ausnutzung der Drosselung von Luft 6b oder von Flüssigkeiten beruhen. Stoßdämpfer mit Benutzung von Luft gewöhnlich höherer Spannung bedürfen sehr aufmerksamer Beobachtung und Wartung, hinzu tritt noch als Nachteil die Notwendigkeit der Abdichtungen zwischen Kolben und Zylinder bzw. Kolbenstange und Zylinderboden und dementsprechende Schmierung.

Die Ausbildung des Zusatzluftfederungszylinders nach der Erfindung soll die hier flüchtig angedeuteten, bei der Benutzung des Fahrzeugs immerhin sich als recht störend bemerkbar machenden Nachteile vermeiden. Wesentlich ist auch, daß die Verwendung höher gespannter Luft nicnt erforderlich ist. Vorzugsweise oder ausschließlich soll bei dem nach der Erfindung gebauten vereinigten Gerät atmosphärische Luft benutzt werden, ohne daß die Verwendung von höher gespannter Luft ausgeschlossen wäre. Die beiden Luftpufferräume auf beiden Seiten des Kolbens des Luftfederungszylinders stehen in der Mittellage in Verbindung mit der Außenluft. Die Belastung soll bei dieser Stellung auf beiden Seiten des Kolbens gleich oder annähernd gleich sein, sowohl wenn atmosphärische Luft als auch wenn etwa höher gespannte Druckluft verwendet wird. Die beiden Luftpufferräume im Zylinder auf beiden Seiten des Kolbens sind in der Mittellage durch Luftdurchlässe verbunden, die beliebig geformt sein können und die durch eine oder mehrere in ihrer Größe abgestufte Durchlaßöffnungen mit dem Zylinderinnern und miteinander in Verbindung stehen.

Das Herstellen dieser Verbindung der beiden Lufträume untereinander und das Verbinden der Räume durch die in abgestufter Größe zunehmend oder abnehmend drosselnden Eintrittsöffnungen in das Zylinderinnere wird nach der Erfindung dadurch erleichtert, daß der Bremszylinder aus zwei ineinandergeschachtelten Zylindern zusammengesetzt wird, einem äußeren und einem inneren. Dieser innere Zylinder, die Einsatzbüchse, enthält auf der Außenfläche einen überströmkanal oder deren mehrere eingearbeitet, und als besonders zweckmäßig und für die Anfertigung sehr förderlich wird dem Überströmkanal die Form einer ringförmigen Vertiefung auf der Außenfläche der Einsatzbüchse gegeben. Die Vertiefung reicht längs der Büchse so weit, daß alle Luftdurchlässe der Wand in sie hineinmünden. Die Einsatzbüchse ist in den Außenzylinder mit den Enden gut schließend eingesetzt und durch die Zylinderdeckel der Länge nach festgelegt. Da die Einsatzbüchse als Teil für sich hergestellt wird, lassen sich die Drosselöffnungen in bequemer Weise anbringen, da sie die ganze Wand durchbrechen. Die Drosselöffnungen können auf den Einsatzbüchsen nach dem Bedürfnis des Einzelfalles der Größe, der Verteilung und der Abstufung nach verschieden angebracht werden. Das ergibt den Vorteil, daß der äußere Zylinder für verschiedene Fahrzeuggrößen und -typen derselbe bleibt, nur die Einsatzbüchse unterscheidet sich und das auch nur durch die die verschiedene Luftdrosselung und damit den Grad der Dämpfung bedingenden Wanddurchbohrungen. Der Hersteller wird in weitgehenden Grenzen Federungszylinder von äußerlich gleichen Form und gleicher Abmessungen herstellen können, für die nach ihrer Nutzlast verschiedenen Fahrzeuggrößen sogar auch die gleichen Einsatzbüchsen, die er für den jeweiligen Fall mit der zugehörigen erprobten Löcheranordnung in der Wand versieht oder auf Lager hält. Auch in dem Falle, daß sich eine bestimmte Ausführung beim praktischen Gebrauch als nicht den auftretenden Beanspruchungen voll entsprechend erweist, genügt das einfache Auswechseln der verwendeten Einsatzbüchse gegen eine andere, für deren richtige Wahl das Verhalten der ersten im Betrieb genügenden Anhalt gibt.

Die gesamte Einrichtung arbeitet in der Weise, daß bei Eintreten von Ausschlägen der Teile, zwischen die sie geschaltet ist, im Sinne der Annäherung dieser Teile die metallische Feder aus der Mittellage weiter gespannt, ζ. Β. zusammengedrückt wird; dabei nähert sich der auch ungefähr in Zylindermitte befindliche Kolben dem gegenüberliegenden Zylinderboden; er deckt die zu den Durchlässen hin führenden Drosselöffnungen allmählich ab. Infolge der Drosselung der Luft durch den Meiner werdenden Gesamtquerschnitt der Durchflußöffnungen entsteht eine Bremswirkung zusätzlich zu derjenigen der metallischen Feder, und schließlich go verhindert die nach erfolgter vollständiger Abdeckung der Durcbflußöffnungen durch den Kolben zwischen Kolbenfläche und Zylinderbodenfläche und dem Bremszylinder selbst eingeschlossene, schon etwas höher gespannte Luft das vollständige und harte Auslaufen der metallischen Feder, indem der gebildete Luftpuffer wie eine reine Feder wirkt und sich zu der abbremdenden Wirkung der metallischen Feder addiert.

Bei dem nun einsetzenden Rückschwingen, bei dem sich die metallische Feder wieder entspannt und in ihre Anfangslage über die Mittellage hinweg durchschlägt, wirkt der seinerseits über die Mittellage im Luftfederungszylinder hinauslaufende Kolben wieder gis Brems- und schließlich als vollständig abdämpfende Luftfeder, indem er die Drosselöffnungen auf der entgegengesetzten Seite im Bremszylinder ver- · kleinert, nach einem vorher bestimmten Weg no ganz abschließt und eine Luftfeder bildet, die hinsichtlich ihrer räumlichen Größe und ihrer Federwirkung nach den gegebenen Verhältnissen vorher bemessen wird.

In der Abbildung ist die Federungs- und Stoßdämpfungseinrichtung mit der erfindungsmäßigen Ausbildung des Luftfederungszylinders beispielsweise gezeichnet.

Die beiden Hauptbauteile, die in der Einrichtung zusammenwirken, sind, wie die Zeichnung zeigt, in einem in sich geschlossenen und als solchen einbaufertigen Gerät vereinigt:

Das ist die mechanisch-metallische Feder a, im gezeichneten Beispiel eine Schraubenfeder, und die Luftfederung b, deren wesentliche Bestandteile der Luftfederungs- oder Bremszylinder mit den Böden an beiden Enden und der mit seiner Kolbenstange f_x den einen Boden durchdringende Kolben f sind.

Beide Hauptteile α und b sind parallel geschaltet, indem die mechanisch-metallische

ίο Schraubenfeder α die Luftfederung b umhüllt. Die Widerlager c und C₁ für die Feder α sind durch die Teile d, und d_x mit einem Zapfen am geschlossenen Boden e des Luftzylinders und mit dem Ende der Kolbenstange f_x etwas nachgiebig verbunden. Das Ende der Kolbenstange/^ und die Fortsetzung des Zapfens am geschlossenen Boden e des Luftzylinders δ dienen zum Einbau des Federungs- und Dämpfungsgerätes in die Fahrzeugteile, für die es als Hauptabfederung oder als Hilfsfederung und Stoßdämpfer bei ihren im Betrieb erfolgenden Ausschlägen gegeneinander und rückschwingend voneinander dienen soll. Der Luftfederungszylinder b ist zusammengesetzt aus dem äußeren Zylinder b_x und dem inneren, der eine Einsatzbüchse S₂ für den äußeren Zylinder bildet. Beide Teile liegen an den Enden gut dicht schließend aneinander an. Die Einsatzbüchse b₂ weist zwischen den Enden eine zylindrische, um den ganzen Umfang herumgehende Eindrehung g auf. In sie hinein durch die Wand des Außenzylinders S₁ hindurch führen die in angemessener Anzahl auf dem Umfang in einer Querebene verteilten Bohrungen h, die Durchtrittsöffnungen für die atmosphärische Luft von außen her in das Innere des Zylinders bilden. Die Einsatzbüchse 5₂ enthält Durchbohrungen i, die ihrerseits Luftdurchlässe vom Innern des Zylinders in dem zwischen Einsatzbüchse und Außenzylinder geschaffenen Hohlzylinder g sind. Diese öffnungen sind in mehreren Querebenen nach oben und nach unten von der Längsmitte des Luftzylinders angeordnet, derart, daß ihr Gesamtquerschnitt in den Ebenen, in denen sie jeweils liegen, allmählich abnimmt. Die Bohrungen i endigen in einer vorher bestimmten Entfernung von dem vollen Boden e und von dem durch die Kolbenstange durchsetzten Boden e_v

Der gezeichnete Zustand der Federungs- und Dämpfungseinrichtung gibt die Lage der Teile zueinander wieder, wie sie eintritt, wenn das Fahrzeug normal belastet ist, wenn also das Gewicht des Rahmsns mit der Nutzlast die Schraubenfeder λ so weit zusammengedrückt hat, daß sich der Kolben der Luftfederung ungefähr in der Mitte des Zylinders befindet, in der im Ruhezustand die beiden Seiten des Kolbens in den beiden Luftpufferräumen miteinander durch die Öffnungen i, den Durchlaß g und endlich auch außerdem durch die Bohrung h im äußeren Zylinder mit der atmosphärischen Luft in Verbindung stehen. Die Öffnungen h im äußeren Zylinder sind, was nebenher erwähnt sei, abgedeckt durch eine Filtereinrichtung k.

Claims

Patentansprüche:

1. Federungs- und Stoßdämpfungseinrichtung für Fahrzeuge, bestehend aus einer metallischen Feder und einer dazu parallel geschalteten Luftfederung, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Verschlußdeckel geschlossene Luftfederungszylinder (δ) aus ⁷S zwei Hauptteilen zusammengesetzt ist, einem äußeren Zylinder (O₁), durch dessen Wand Bohrungen Qi) gehen, die den Durch tritt von Luft nach innen und nach außen zulassen, und einem in den äußeren Zylinder eingesetzten inneren Zylinder (b₂), dessen Wand Luftdurchlaß- bzw. Drosselungsdurchbahrungen (i) auf beiden Seiten des in der Mittellage gedachten Kolbens und auf seiner Außenfläche Luftüberströmkanäle (g) eingearbeitet enthält.

2. Luftfederungszylinder nach Anspruchi, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufträume

. auf beiden Seiten des Kolbens bzw. die in sie hineinmündenden Drosselöffnungen in der Einsatzbüchse durch einen Überströmkanal in Form einer ringförmigen Vertiefung auf dem Außenmantel der Büchse verbunden sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen