DE708560C

DE708560C - Radabfederung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE708560C
Application number: DED69371D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-06-23
Filing date: 1934-12-17
Publication date: 1941-07-24
Also published as: US2100689A; GB442826A; DE697702C; FR791648A

Description

Das Hauptpatent 697 702 bezieht sich auf eine Radabfederung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, unter Verwendung eines Schwinghebels und einer Schraubenfeder, deren Angriffspunkt am Schwinghebel sich bei zunehmender Federbelastung von der Drehachse des Hebels entfernt und deren beide Federteller um je einen Punkt der Mittelachse der Schraubenfeder schwenkbeweglich gelagert sind. Hierbei ist das gegenüber dem Schwinghebel beim Federungsvorgang ortsveränderliche Widerlager des schwenkbeweglichen Federtellers zwischen der ortsfesten Schwenkachse eines das Widerlager bildenden oder mit dem Widerlager verbundenen Führungslenkers und der Schwenkachse des Schwinghebels derart angeordnet, daß bei zunehmender Federbelastung die. Federachse immer annähernd durch die Achsen der gelenkigen Auflagerung des schwenkbeweglichen Federtellers auf dem Widerlager und durch die jeweilige Auflagerstelle auf dem Schwinghebel hindurchgeht.

Durch die Ausbildung nach dem Hauptpatent wird erreicht, daß in bekannter Weise bei der Zusammendrückung der Feder keinerlei Klemmungen oder Reibungen, die die Wirkung der Abfederung beeinträchtigen, eintreten, Und daß gleichzeitig die Dämpfungswirkung der Abfederung, beim Zusammen- drücken der Feder über ihre mittlere Spannlage hinaus in einer Weise zunimmt, die einer , Abnahme der Nachgiebigkeit der Feder gleichkommt. Bei dem Gegenstand des Hauptpatents tritt aber auch bei der Entspannung der Feder unter ihre mittlere Spannlage eine Wirkung ein, die einer Abnahme der Federnachgiebigkeit gleichkommt, da die Größe des wirksamen Hebelarmes der Feder mit Bezug auf die Drehachse des das Rad tragenden Schwinghebels nicht nur bei der Zusammenpressung der Feder über ihre mittlere Spannlage hinaus, sondern auch bei der Entspannung der Feder unter ihre mittlere Spannlage zunimmt.

Der Zweck der Erfindung besteht nun darin, die Vorteile des Hauptpatents zu bewahren und gleichzeitig die Radabfederung derart auszugestalten, daß bei der Entspannung der Feder unter ihre mittlere Spannlage eine Wir-

kung erzielt wird, die einer Zunahme der Federnachgiebigkeit entspricht.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der in seiner Mittelstellung annähernd senkrecht zur Federachse stehende, das als Rolle gebildete ortsveränderliche Widerlager des schwenkbeweglichen Feder tellers tragende Führungslenker an seinem freien Ende mit einem sich verjüngenden Ansatz versehen ist, der bei Entspannung der Schraubenfeder unter ihre mittlere Spannlage mit dem Schwinghebel derart zusammenarbeitet, daß der wirksame Hebelarm der Schraubenfeder mit Bezug auf die Drehachse des «5 Schwinghebels kleiner wird.

Durch die Radabfederung gemäß- der Erfindung wird insbesondere die Erscheinung des Sichlegens des Fahrzeuges beim Durchfahren einer Kurve wirksam bekämpft. Bei den auf so der Außenseite der Kurve gelegenen Rädern nimmt die Dämpfungswirkung der Radabfederung ebenso wie bei dem Gegenstand des Hauptpatents mit steigender Zusammenpressung der Federung rasch zu, so daß sich die auf der Außenseite der Kurve liegende Wagenseite nicht wesentlich senken kann. Andererseits nimmt die Federkraft der auf der Innenseite der Kurve gelegenen Radaufhängungen bei Anwendung des Erfindungsgegenstandes rasch ab, so daß diese Federkraft die auf der Innenseite der Kurve gelegene Wagenseite, nicht merklich anheben kann.

. Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen die

Fig. ι und 2 eine Radaufhängung gemäß der Erfindung im Längsschnitt und im Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1. Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Veränderlichkeit der Nachgiebigkeit der Federung bei dem Erfindungsgegenstand veranschaulicht.

In den Fig. 1 und 2 ist mit B die Drehachse eines Schwinghebels bezeichnet, der den nicht dargestellten Achsschenkel des Rades in bekannter Weise trägt. Der Schwinghebel weist einen Arm A auf, auf den die Kraft einer Schraubenfeder 1 übertragen wird. Die Teile 1, A und B und auch noch die weiteren, im nachstehenden beschriebenen Teile der Radaufhängung befinden sich sämtlich im Innern eines Gehäuses 2.

Das eine Ende der Feder 1 legt sich gegen einen Federteller 3, der seinerseits mittels einer Kugelkalotte 4 an dem Gehäuse 2 gelenkig gelagert ist.

Das andere Ende der Feder 1 stützt sich

auf einen zweiten Federteller S auf. Dieser Federteller weist auf seiner der Feder 1 gegenüberliegenden Seite eine Lagerschale 12 mit einer zylindrischen Aussparung für die das ortsveränderliche Widerlager bildende Rolle 8 auf. Zwischen der Aussparung der Lagerschale 12 und der Rolle 8 sind Lagerrollen 13 vorgesehen. Die Rolle 8 ist ihrerseits auf 65, einem Zapfen 11 gelagert, welcher von dem gabelförmig gestalteten Führungslenker 7 gehalten wird. Der Führungslenker 7 ist in dem Gehäuse 2 um den Zapfen D drehbar, der mit Bezug auf die Rolle S entgegengesetzt der Drehachse B des Schwinghebels A liegt.

Die von dem Führungslenker 7 geführte Rolle 8 wird durch den Druck der Feder 1 gegen eine konvexe Fläche 15 des Schwinghebels A gelegt. Hierbei ist die Achse des Führungslenkers 7 in der Mittelstellung des letzteren annähernd senkrecht zur Achse der Feder i. Das der Drehachse D gegenüberliegende Ende des Führungslenkers 7 ist mit einem sich verjüngenden Ansatz 14 λ-ersehen, dessen Seitenfläche mit der gewölbten Fläche J5 des Schwinghebels A in Jierührung kommt, wenn sich die Feder 1 über die in Fig. r dargestellte mittlere Spannlage hinaus entspannt.

Die in Fig. 1 dargestellte Radaufhängung ist auch noch mit einem Stoßdämpfer versehen, der aus einem mit dem Federteller 5 verbundenen Kolben 10 und aus einem mit dem Federteller 3 verbundenen Zylinder 17 besteht. Der Kolben 10 und der den Kolben aufnehmende Zylinder 17 stellen gleichzeitig eine Führung für die Schraubenfeder 1 der Radabfederung dar. Ferner ist noch eine zusätzliche Feder 18 zwischen dem Federteller 5 und dem Boden des Zylinders 17 angeordnet.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Abfederung ist die folgende. Wenn die Last, welche auf dem abgefederten Rad ruht, zunimmt, wird die Feder 1 zusammengedrückt. Hierbei_ wälzt sich die Rolle 8 auf der konvexen Fläche 15 ab, wobei sowohl der Schwinghebel A als auch der Führungslenker 7 um ihre Achsen in Fig. 1 nach links geschwenkt werden. Bei dieser Bewegung entfernt sich der Berührungspunkt I zwischen der Rolle '8 und der Fläche 15 von dem Mittelpunkt der Drehachse B. Dies bedeutet, daß bei der Zusammendrückung der Feder über die in Fig.-1 dargestellte Mittelstellung hinaus nicht nur die Federkraft durch die Zu- no sammendrückung zunimmt, sondern auch der wirksame Hebelarm der Feder zunimmt, was in seiner Wirkung auf das gleiche herauskommt, wie eine Abnahme der Nachgiebigceit der Feder.

Nimmt jedoch die auf dem Rad ruhende Last unter ihren Mittelwert ab, so werden der Schwinghebel A und der Führungslenker 7 in der Fig. 1 nach rechts geschwenkt. Hierbei bildet nicht mehr die Rolle 8 das Übertra- \ia gungsglied für die Federkraft, sondern der verjüngte Ansatz 14 des Führungslenkers 7

wälzt sich auf der Fläche 15 ab, und zwar derart, daß der Berührungspunkt zwischen dem Ansatz 14 und der Fläche 15 um so näher dem Mittelpunkt der DrehachseB liegt, je "5 weiter sich die Feder 1 entspannt. Infolgedessen nimmt bei der Entspannung der Feder 1 unter die in Fig. 1 dargestellte Mittellage nicht nur die Federkraft, sondern gleichzeitig auch ihr wirksamer Hebelarm ab, was mit einer Zunähme der Nachgiebigkeit der Feder gleichbedeutend ist.

In Fig. 3 sind diese Verhältnisse an Hand eines Diagramms veranschaulicht. In dieser Figur sind die Veränderungen der auf dem Rad auf ruhen den Last P, die durch die elastische Kraft der Feder im Gleichgewicht gehalten werden müssen, als Funktion der Durchbiegungen der Feder aufgezeichnet, und zwar stellen die Abszissen die Lasten P und die Ordinaten die Durchbiegungen der Feder dar. M ist derjenige Punkt, der der in Fig. 1 dargestellten mittleren Stellung des Abfederungssystems entspricht. Es sei angenommen, daß im. Punkt M die auf dem Rad ruhende Last gleich 535 kg ist. Würde die Nachgiebigkeit des Abfederungssystems unverändert gleichbleiben, so würden sich die Durchbiegungen in Abhängigkeit von den Lasten nach der gestrichelten geraden Linie P¹, P² (siehe Fig. 3) ändern.

Durch die Ausbildung des Erfindungsgegenstandes verlaufen jedoch die Durchbiegungen in Abhängigkeit von der Last nach der Linie P¹⁰MP²⁰; d.h. also, daß bei einer Spannung der Abfederung über die dem Punkt M entsprechende mittlere Last hinaus die Durchbiegungen schneller abnehmen, als dies bei einem Federungssystem mit gleichbleibender Nachgiebigkeit der Fall sein würde. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird dieselbe Durchbiegung, die bei einer Abfede-' rung mit gleichbleibender Nachgiebigkeit bei ■ einer Last P¹ — 880 kg erzielt wird, bei dem Erfindungsgegenstand mit oberhalb des Punktes M abnehmender Nachgiebigkeit des Feder systems erst bei einer Last P¹⁰ = 1260 kg erzielt.

Umgekehrt liegen die Verhältnisse bei

einer Entspannung der Abfederung unter den Mittelwert M. Wenn beispielsweise die auf dem Rad ruhende Last bei unveränderlicher Nachgiebigkeit des Federsystems auf den Wert P- = 235 kg abnimmt, so entspricht dies einer Formveränderung der Feder gleich der Strecke e. Bei der Abfederung gemäß der Erfindung ist jedoch die gleiche Feder, wenn

. sie um die Strecke e entspannt worden ist, nur noch in der Lage, einer Radlast P²⁰ = 125 kg das Gleichgewicht zu halten. Um einer

So Radlast P² = 235 kg das Gleichgewicht zu halten, würde sich die Feder bei Anwendung des Erfindungsgegenstandes nur um die Strecke e^l zu entspannen haben.

Wenn also beim Durchfahren einer Kurve die auf der Innenseite der Kurve liegenden Räder auf 235 kg entlastet werden, so erleidet das Abfederungssystem gemäß der Erfindung nur eine Formveränderung gleich der Strecke e¹ und nicht eine Formveränderung gleich der Strecke e, was zur Folge hat, daß der auf der Innenseite der Kurve liegende Teil des Wagens bei Anwendung einer Abfederung gemäß der Erfindung weniger stark angehoben wird als bei einer Abfederung mit gleichbleibender Nachgiebigkeit. Das Umgekehrte gilt für die auf der Außenseite der Kurve liegenden Räder, deren Abfederung bei Anwendung des Erfindungsgegenstandes weniger zusammengedrückt wird, als wenn die Nachgiebigkeit der Abfederung gleichbleibt. Es wird hierdurch also erreicht, daß die Neigung des Wagens, sich in den Kurven zu legen, durch Anwendung einer Abfederung gemäß der Erfindung in doppelter Weise bekämpft wird.

In manchen Fällen ist es zweckmäßig, bei der vorstehend beschriebenen Abfederung Einstellmittel zur Regelung der Veränderlichkeit der Nachgiebigkeit des Federungssystems anzuwenden. Zu diesem Zweck kann beispielweise die Achse D entsprechend dem Hauptpatent in ihrer Lage veränderlich sein. Besonders zweckmäßig ist es, die konvexe Fläche 15 auf einem besonderen Teil anzuordnen, der längs des Armes A verstellbar ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Radabfederung, insbesondere für Kraftfahrzeuge nach Patent 697 702, dadurch gekennzeichnet, daß der in seiner Mittelstellung annähernd senkrecht zur Federachse stehende, das als Rolle (8) gebildete ortsveränderliche Widerlager des schwenkbeweglichen Federtellers (5) tragende Führungslenker (7) an seinem freien Ende mit einem sich verjüngenden Ansatz (14) versehen ist, der bei Entspannung der Schraubenfeder (1) unter ihre no mittlere Spannlage mit dem Schwinghebel (A) derart zusammenarbeitet, daß der wirksame Hebelarm der Schraubenfeder (1) mit Bezug auf die Drehachse (B) des Schwinghebels (A) kleiner wird.

2. Radabfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ortveränderliche Widerlager und der Ansatz (14) des Führungslenkers (7) in bekannter Weise mit einer gekrümmten Wälzfläche (15) des Schwinghebels (A) zusammenarbeiten.

3· Radabfederung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der gekrümmten Wälzfläche (15) versehene Teil auf dem Schwinghebel (A) verstellbar ist.

4. Radabfederung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (5) der Schraubenfeder (1) mit einer zylindrischen Aussparung für die das ortsveränderliche Widerlager bildende Rolle (8) versehen ist und daß zwischen der Rolle und der Aussparung des Federtellers in bekannter Weise Lagerrollen (13) vorgesehen sind.

Hierzu r Blatt Zeichnungen