DE713170C - Luftfederung fuer Kragftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung· betrifft eine Luftfederung für Kraftfahrzeuge mit einem Körper biegsamer Wandung als Feder, dessen innerer Luftraum über ein in der Ruhelage offenes Ventil mit einem Druckluftbehälter in Verbindung steht, wobei das Ventil abhängig von der Fliehkraftwirkung in der Kurve durch ein in der Ouerebene des Fahrzeuges schwingendes Pendelgewicht zur Verhinderung der Seitenneigung des Wagenkastens schließend gesteuert wird.

Es ist bereits eine Ausgleichsfederung bekannt, bei der die unerwünschten Bewegungen des Wagenkastens um die Fahrzeuglängsachse, hervorgerufen durch die Fliehkraft, und um die Fahrzeugquerachse, hervorgerufen durch die Brems- und Beschleunigungskräfte, vermieden werden. Bei dieser bekannten Anordnung wird der federnde Ausgleich der Räder über eine am Rahmen· im Kreuzgelenk aufge¹ hängte Taumelscheibe erzielt. Außerdem ist es bereits bekannt, die durch die Fliehkraft hervorgerufenen Neigungen des Wagenkastens in der Kurve durch die Einwirkung eines in der Querebene des Fahrzeuges schwingenden Pendels auf Ventile, die allmählich geschlossen werden, zu vermeiden.

Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß das jeder Luftfeder zugeordnete Pendelgewicht zu dem an sich bekannten Zweck der Vermeidung der von den Beschleunigungsund Bremskräften herrührenden Schwingungen des Wagenkastens in einem Universalgelenk aufgehängt ist und :n seiner Ruhelage in der Bahn eines Anschlages des Ventilkörpers liegt, durch den das Ventil offen gehalten wird, während das Pendelgewicht auch unter der Wirkung der Beschleunigungs- und Bremskräfte aus der Bahn des Anschlags herausibewegt wird, so daß sich das Ventil schließt.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß das Pendelgewicht, falls es vorn aufgehängt ist, nach vorn schwingt, wenn das Fahrzeug gebremst wird, so daß das Ventil schließen kann, um zu verhindern, daß Luft aus der Luftfeder in den Behälter entweicht. Wenn das Fahrzeug eine Kurve durchfährt, müssen die Pendelgewichte an der Außenseite der Kurve ebenfalls nach außen schwingen, so daß die äußeren Ventile schließen können, um zu 5" verhindern, daß Luft aus der Luftfeder in den Behälter entweicht. Das frei bewegliche Ventil wird daher durch das Pendelgewicht gewöhnlich daran gehindert, gegen den oberen Ventilsitz hin zu schließen; es kann die Schließbewegung aber ausführen, wenn das Pendelgewicht nach vorn schwingt (falls es vorn aufgehängt ist) SQwie, wenn das Fahrzeug ge-

bremst wird oder wenn das Pendelgewicht nach außen schwingt (bei Aufhängung an der Außenseite des Fahrzeuges, wenn das Fahrzeug eine Kurve durchfährt). Die Zeichnung zeigt mehrere Ausführungsfarmen des pendelgesteuerten Ventils nach der Erfindung.

Fig. ι ist eine Vorderansicht eines Teiles eines Kraftfahrzeuges mit der Gesamtanordnung der Luftfederung.

Fig. 2 ist ein Grundriß der in Fig. ι gezeigten Anordnung.

Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2, der in größerem Maßstabe die Ausführungsform der Luftfeder mit dem pendelgesteuerten Ventil zeigt.

Fig. 4 ist in größerem Maßstabe ein Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3, der das pendelgesteuerte Ventil zeigt.

ao Fig. S zeigt im Schnitt eine abgeänderte Ausführungsform des psndelgesteuerten Ventils.

Fig. 6 ist ein Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig.4.

Fig. 7 ist ein Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des pendelgesteuerten Ventils.

Fig. 8 ist ein Schnitt nach der Linie 8-8 der Fig. 7.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Gesamtanordnung zeigt die Aufhängung des Rades 23 gegenüber dem Rahmen 20 mittels eines Gelenkyiereckes und die Anordnung der Luftfeder zwischen dem Radträger 26 und einem besonderen, die Luftfeder umgebenden Aufsatz.

In Fig. 3 ist die Ausbildung der Luftfederung mit dem pendelgesteuerten Ventil ausführlich dargestellt. Die aus einem aus Gummi ♦o und Baumwollschnüren hergestellten Balg 49 bestehende Luftfeder ist mit dem Luftbehälter 95 über ein pendelgesteuertes Ventil 104, 104' verbunden.

Der obere Teil 74 des die Luftfeder 49 nach oben abschließenden Gehäuses 75 weist eine Öffnung auf, in die das obere Ende eines rohrförmigen Ventilgehäuses 85 entsprechenden Durchmessers eingesetzt ist, dessen unteres Ende in die Luftfeder 49 hineinragt. Der über den oberen Teil 74 hinausragende Teil des Gehäuses 85 ist über Gewinde mit dem Ende des Ventilgehäuses 85 verschraubt, während ein seitlich vorstehender Flansch 87 mit· dem Flansch 83 zur Befestigung auf dem Gehäuse 85 mittels der Schrauben 88 verbunden ist. Die Zentrierung und Abdichtung übernimmt hierbei ein nach unten zu vorstehender Flansch 89, der mit einer Gummiunterlegscheibe oder Dichtung 90 in Eingriff kommt, die zum Abdichten des Sitzes 84 auf diesen Sitz aufgelegt ist. Das Deckglied 86 weist einen kappenförmigen Teil 91 auf, der mit einer rohrartigen Verlängerung 92 versehen ist, in der das eine Ende des zum Luftbehälter 95 führenden Rohres 93 befestigt ist. Das Innere der als ^fi5 Balg 49 gebildeten Luftfeder steht mit dem Behälter 95 über das Ventil 104, 104' in Verbindung, so daß in der Ruhelage des Pendels das Ventil ständig offen gehalten wird, mithin ■der im Luftbehälter 95 herrschende Druck 7" sich auch in der Luftfeder einstellt, die die gewöhnlich durch Unebenheiten der Straße hervorgerufenen Erschütterungen durch Zusammendrücken des Balges federnd aufnimmt, ohne sie auf den Fahrzeugrahmen zu übertragen.

Ausführungsformen des pendelgesteuerten Ventils sind in den Fig. 3, 4, 5, 6 und 7 dargestellt. Auf dem Boden des Ventilgehäuses ' 85 befindet sich eine durch Schrauben 99 ent- «» j fernbar an dem Ventilgehäuse befestigte Kappe 98. Die Kappe 98 weist eine mittlere Öffnung 100 auf. An den benachbarten Teilen der Kappe und des Gehäuses sind sich ergänzende Vertiefungen vorgesehen, die eine kreisförmigf Kammer ior bilden, die die Öffnung 100 seit lieh erweitert. Auf diese Weise ist an dem Gehäuse ein oberer Ventilsitz 102 und an der Kappe ein unterer Ventilsitz 103 vorgesehen, die im Abstand voneinander und parallel zueinander angeordnet sind. Ein leichtes Scheibenventil 104 aus gehärtetem Stahl liegt frei in dem Raum zwischen den Ventilsitzen 102 und 103 und kann mit jedem dieser Ventilsitze in Eingriff gebracht werden, und zwar so, daß es die freie Verbindung zwischen dem Balg 49 und dem Behälter 95 in einer später zu beschreibenden Art und Weise unterbricht. In bekannter Weise sind eine oder mehrere kleine Öffnungen 105 an dem äußeren Teil der Kappe vorgesehen, um eine kleine Luftmenge um das Scheibenventil 104 herumzuleiten, wenn es auf dem unteren Ventilsitz 103 aufsitzt. Das Scheibenventil 104 weist einen aufwärts gerichteten, als Anschlag wirkenden Mittelteil 104' bestimmter Größe auf.

In dem Gehäuse 85 ist das das Ventil steuernde Pendelgewicht 106 in einem Universalgelenk aufgehängt. Es besteht aus einem mit Blei beschwerten . Körperteil 107 annähernd kegelstumpfförmiger Gestalt, dessen schmäleres Ende unten liegt und in seiner in Fig. 3 dargestellten normalen Lage mit den Ventilsitzen koaxial ausgerichtet ist. Ferner befindet sich der Körperteil 107 auch noch in einem Abstand von der inneren Wandung des Gehäuses. Der Körperteil 107 weist eine sich durch ihn hindurch erstreckende axiale öffnung auf, in der ein Ende einer Stange 108 untergebracht ist. Ein becherförmiger Gummiteil 109 ist mit einem in axialer Richtung mit ihm verbundenen und über seinem unteren

Ende angeordneten Ringbeschlag no aus Bronze versehen, wobei das eine Ende der Stange durch den Ringbeschlag hindurchragt und zur Aufnahme der Kiemmutter 111 Außengewinde aufweist. Die abgebogenen Kanten des Gummiteils 109 am Pendelgewicht 106 wirken als geräuschdämpfender Puffer, wenn das Pendelgewicht 106, wie in Fig. 4 durch gestrichelte Linien angedeutet, ausschwingt to und in Berührung mit der inneren Wand des Gehäuses 85 kommt. Das untere Ende der Stange 108 weist eine Verlängerung 112 auf, die mit dem aufwärts gerichteten, als Anschlag wirkenden Teil 104' des Scheibenventils 104 in Eingriff kommen kann, um das Ventil außer Berührung mit dem oberen Ventilsitz 102 zu halten, wenn sich das Pendelgewicht 106 in seiner Ruhelage befindet.

Das obere Ende der Stange 108 ist zwecks ao Bildung des Universalgelenkes mit einem kugelförmigen Knopf 113 versehen, der in einer rohrförmigen, von dem Deckel 85 nach innen zu vorstehenden Verlängerung 114 gelagert ist. Die rohrförmige Verlängerung ist mit Innengewinde versehen, das zur Aufnahme eines Außengewinde aufweisenden Verschlußteiles 115 dient. Der Verschlußteil weist eine durchgehende kegelförmige Öffnung zur Ermöglichung dir allseitigen Schwingbewegung des Pendels auf. Der Verschlußteil 115 ist einstellbar, um den kugelförmigen Knopf 113 in seiner Stellung zu halten. E^;n Bolzen 117 ist mit seinen Enden in der Wand des Gehäuses 85 befestigt und dient dazu, das Pendelgewicht 106, wie deutlicher aus Fig. 6 ersichtlich, an Schwingungen in dieser Richtung zu hindern.

Wird der 'Balg 49 der Luftfeder unter den üblichen Betriebsbedingungen zusammengedrückt, so steht das Pendel gewicht 106, wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, im wesentlichen senkrecht. Die senkrechte Stellung des Pendelgewichtes bewirkt, daß das Scheibenventil 104 mit dem oberen Ventilsitz 102 nicht in Berührung kommen kann und die Verbindung zwischen dem Balg und dem Behälter aufrechterhalten bleibt, so daß der Bewegung des Balges ein zunehmender Widerstand entgegengesetzt und der Stoß gedämpft wird. Beim So Rückkehrhub wird das Scheibenventil 104 in Berührung mit dem unteren Ventilsitz 103 bewegt, so daß die Verbindung .zwischen dem Balg und dem Behälter unterbrochen und die Bewegung des Balges gleichfalls verzögert wird. In diesem Falle gestatten jedoch die Öffnungen 105 den Durchtritt einer geringen Luftmenge von dem Behälter zu dem Balg, um das Maß der Verzögerung zu überwachen. Die beim Befahren von Kurven auftretende Kippwirkung war früher nur beschränkt. Die in neuerer Zeit bei Personenwagen verwendete »weiche« unabhängige vordere Aufhängung der Räder verstärkt diesen Vorgang jedoch so stark, daß sich daraus unangenehme Rückwirkungen auf die fahrenden Personen ergeben. Durch die Einschaltung eines Ventils zwischen dem Balg 49 und dem Behälter 95, das sich schließt, falls das über dem Ventil angeordnete Pendelgewicht infolge der beim Befahren von Kurven auftretenden Fliehkraft nach außen schwingt, kann die bedeutend größere Druckkraft des Balges allein nutzbar gemacht werden, um dem Kippmoment einen Widerstand entgegenzusetzen. Fährt das Fahrzeug z. B. in eine Kurve, so schwingt das Pendelgewicht

105, wie in Fig. 3 durch gestrichelte Linien angedeutet, auf eine Seite und bringt die Verlängerung 112 auf diese Weise außer Berührung mit dem aufwärts stehenden Teil 104' des Scheibenventils 104 und gestattet dem letzteren, mit dem oberen Ventilsitz 102 in Berührung zu kommen und die Verbindung zwischen dem Balg 49 und dem Behälter 95 zu unterbrechen. Die winklige Drehbewegung des Rahmens wird daher durch die größere Zusammendrückkraft des Balges ohne Behälter in der vorstehend erläuterten Art verzögert. Das gleiche Ventil wird dazu verwendet, um Nickschwingungen des Fahrzeuges infolge der Brems- und Beschleunigungäkräfte zu verhindern. Die Bewegungsvorgänge des pendelgesteuerten Ventils gehen am deutlichsten aus der Fig. 4 hervor. Wird das Fahrzeug abgebremst, so bewegt sich das Pendelgewicht

106, wie durch gestrichelte Linien angedeutet, nach rechts und bringt dadurch die Verlängerung 112 außer Berührung mit dem aufwärts gerichteten Anschlag 104' des Scheibenventils 104, das sich somit an den oberen Ventilsitz 102 anlegt und auf diese Weise die Verbin- ">° dung zwischen dem Balg /[.9 und dem Behälter 95 unterbricht. Das Abwärtsneigen des Fahrzeuges kann somit durch die hohe Zusammendrückkraft des Balges ohne Behälter verzögert und gehemmt werden, wobei in dem Balg ein ansteigender Druck erzeugt wird. Das Abwärtsneigen des Vorderteils des Fahrzeuges beim Bremsen wird auf diese Weise erheblich vermindert.

Der Bolzen 117 verhindert, daß das Pendel- no gewicht 106 in ungewünschten Richtungen schwingt. Der aufwärts stehendeTeU 104'des Scheibenventils 104 kann mit verschiedenen Durchmessern ausgeführt werden, wobei der jeweilige Durchmeser von der Horizontalbe- ns schleunigung, bei der das Scheibenventil in Wirkung treten soll, abhängig ist. Je kleiner der Durchmesser, desto geringer die Beschleunigung und je größer der Durchmesser, desto höher ist die Beschleungung, bei der ein Antrieb des Scheibenventils erfolgt. Der Antrieb dieses Ventils ist somit sehr genau einstellbar.

Soll das Ventil am Hinterteil des Fahrzeuges angebracht werden, scr ist es um i8o° zu drehen, damit es das Abwärtsneigen des hinteren Fahrzeugteiles infolge der Beschleunigungskräfte auf einen Kleinstwert verringert. Fig. 5 zeigt eine Abänderungsform des pendelgesteuerten Ventils. Der Hauptunterschied besteht dabei darin, daß vier flache Federteile 119 vorgesehen sind, die im Abstand von ungefahr 90⁰ rund um das Pendelgewicht angeordnet sind. Die unteren Enden dieser Federteile sind mittels Schrauben 120 an dem Pendelgewicht angeschlossen, während ihre oberen Enden frei an der inneren Wand des i.s \'^rentilgehäuses anliegen. Ferner weisen die oberen Enden dieser Federn eine genügende Spannung auf, um nach Möglichkeit zu verhindern, daß das Pendelgewicht infolge von auf Unebenheiten des Weges zurückzuführende Erschütterungen aus seiner senkrechten Lage herausbewegt wird. Die Federn müssen jedoch elastisch genug sein, damit das Pendelgewicht unter der Wirkung von Fliehkräften, die beim Befahren von Kurven mit dem Fahrzeug und ferner beim Anziehen der Bremsen wie beim Beschleunigen des Fahrzeuges auftreten, um seine Achse schwingen kann. Die Ventilanordnung stimmt mit der in Fig. 4 dargestellten und weiter oben erläuterten Ventilanordnung überein.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist die Ventilvorrichtung in dem Tank oder Behälter 95 vorgesehen. Das obere Ende eines Rohres 151 ist mit einem Rohrstutzen verbunden, der seinerseits an der oberen Endplatte des Balges zur Bildung einer Verbindung mit der Innenseite des Balges angebracht ist. Das obere Ende des Rohres 151 ist zur Erzielung einer luftdichten Verbindung an dem Stutzen durch Schweißen befestigt. Das untere Ende des Rohres 151 ist mit dem Deckelglied 86 einer Vorrichtung verbunden, welche der in Fig. 3 dargestellten ähnelt. Diese Verbindung soll ebenfalls luftdicht sein. Das Ventilgehäuse 85 ragt in den Tank oder Behälter 95 hinein und weist eine mit ihm abnehmbar verbundene Kappe 153 auf. Diese Kappe ist zur Erzielung einer Verbindung zwischen dem Tankinneren und dem Inneren des Ventilgehäuses mit Öffnungen 154 versehen. Das Pendelgewicht 106 ist in der bereits beschriebenen Art und Weise mittels eines kugelförmigen Endes 113 allseitig drehbar gelagert. Das untere Ende des Pendel^r> 5 gewichtes ist mit einem dem kappenartigen Glied 109 der Fig. 4 ähnlichen Teil aus Gummi 15s versehen, das an seiner Ringfläche Aus-" nehmungen zur Bildung von im Abstand voneinander liegenden Zacken 156 aufweist. Die Zacken, die während der Schwingbewegung des Pendelgewichtes mit der Innenwand des Ventilgehäuses in Berührung kommen können, wirken als geräuschdämpfender Anschlagpuffer. Das Scheibenventil 104 weist ein Paar von im Abstand voneinander liegenden Zungen 157 auf (vgl. Fig. 8), die an sich gegenüberliegenden Seiten mit einer der in Fig. 8 dargestellten Befestigungsschrauben in Eingriff stehen, um ein Drehen des Ventilkörpers zu verhindern. Ferner weist der aufwärts ragende Anschlag 104' des Scheibenventils gerade Flächen 1.58 und 159 auf, von denen die letztere gegen die Vorderseite des Fahrzeuges gerichtet ist, während die erstere, vom Sitz des Fahrzeugführers aus gesehen. nach der Fahrzeugaußenseite hin zeigt. Diese Anordnung gestattet das Anlegen des Scheibenventils 104 an den Ventilsitz 102, wen^:i das Pendelgewicht infolge der ßeschleunigungs- und Verzögerungskräfte oder Fliehkräfte beim Befahren einer Linkskurve in der Richtung dieser abgeflachten Flächen ausschwingt. Diese A^entilausbildung ist an dem gegenüberliegenden Vorderrad des Fahrzeuges ebenfalls in ähnlicher Gestalt vorgesehen, 8s nur befindet sich die Seitenfläche 158 in der umgekehrten Stellung, so daß beim Befahren einer Kurve in der entgegengesetzten Richtung dem Kippmoment durch Arbeiten des zugehörigen Ventils entgegengewirkt wird. 9" Die gekrümmten Flächen des aufwärts stehenden Teiles 104' stehen mit der Verlängerung 112 dauernd in Berührung und verhindern auf diese Weise, daß sich das Ventil schließt, falls das Pendelgewicht durch etwaige Erschütterungen veranlaßt wird, über die durch diese Flächen dargestellte Stellung zu schwingen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Luftfederung für Kraftfahrzeuge mit einem Körper biegsamer Wandung als Feder, dessen innerer Luftraum über ein in der Ruhelage offenes Ventil mit einem Druckluftbehälter in Verbindung steht, wobei das Ventil abhängig von der Fliehkraftwirkung in der Kurve durch ein in einer Querebene des Fährzeuges schwingendes Pendelgewicht zur Verhinderung der Seitenneigung des Wagenkastens schließend gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das jeder Luftfeder zugeordnete Pendelgewicht (106, 107, 108) zu dem an sich bekannten Zweck der Vermeidung der von den Beschleunigungsund Bremskräften herrührenden Schwin- nf, gungen des Wagenkastens in einem Universalgelenk (113) aufgehängt ist und in seiner Ruhelage in der Bahn eines Anschlages (104') des Ventilkörpers (104) liegt, durch den das Ventil (104, 104'j offen gehalten wird, während das Pendelgewicht auch unter der Wirkung der Be-

   schleunigungs- und Bremskräfte aus der Bahn des Anschlages herausbewegt wird¹, so daß sich das Ventil schließt.
2. 2. Luftfederung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das innerhalb einer Kammer (ιοί) freischwebend angeordnete Ventil (104) als Scheibenventil mit erhöhtem, mit dem Pendelgewicht zusammenarbeitendem Mittelteil (104') ausgebildet ist, das beim Ausschwingen des Pendelgewichtes abwechselnd auf dem oberen (102) oder unteren (103) Ventilsitz zur Anlage kommt, wobei seitlich des unteren Ventilsitzes (103) in bekannter Weise Umführungskanäle (105) geringen Querschnittes angeordnet sind.
3. 3. Luftfederung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Scheibenventil zusammenarbeitende Pendelgewicht seitlich Puffer aus nachgiebigem Werkstoff, z. B. Gummi, zur Anschlagbegrenzung aufweist.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen