DE801423C

DE801423C - Lufthydraulische Federung fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE801423C
Application number: DE1948P0002198
Authority: DE
Inventors: Werner Altmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-01-08

Description

Lufthydraulische Federung für Kraftfahrzeuge

Bei Kurvenfahrt wird mittels einer der Antriehsleistung entnommenen Energie den Fliehkräften des Fahrzeuges entgegengewirkt und das Vahrzeug legt sich nach innen in die Kurve, ebenso erfährt leim Bremsen (las 13eharrungsmornerit einen ciitgegengerichteten Impuls, so daß das häßliche Nicken, insbesondere bei Fahrzeugen mit Schwingachsen, verschwindet. Während der Fahrt kann der Wagenaufbau um einen großen Betrag von den hädern hochgehoben werden, so (laß schwieriges Gelände wie Wasser oder Schnee hochbeinig durchfahren wird. In Wagenmitte sind ausfahrbare Schwenkstützen vorgesehen, auf die der \Vagerraufbau sich aufsetzt, wenn ein Hochhocken erforderlich wird. Den Fahrzeugrädern sind jeweils i@ldruckzYl inde r zugeordnet. die auf ein gemeinsames Luftkissen wirken. Durch Verändern des Luftvolunieris dieses Luftkissens kann der Federungsausschlag der einzelnen Räder beliebig geändert, (i. h. die spezifische Federung kann dem Bedürfnis der Fahrzeuginsassen angepaßt werden. Dies geschieht zweckmäßig über einen Dreiwegehahn lind eine Pumpe mit motorischem Antrieb. Die Auspuffgase können ersatzweise ebenso zur Vergrößerung des Luftvolumens herangezogen werden, insbesondere, wenn der Druck auf das Luftkissen durch Entlastung der Fahrzeugräder gemindert worden ist. Die Oldruckzylinder stehen untereinander in Verbindung, und durch die Hydraulik wird jeder Oldruckkolben gleich stark beaufschlagt. Für die unterschiedliche Belastung der einzelnen lt<icler sind zum :'Ausgleich zusätzlich Federelemente vorgesehen, die sich an den Schwingarmen Gier lladaufhängung einerseits und andererseits zweckmäßig an den Stoßstangen abstützen. Dadurch wird ein gegen die Stoßstangen gerichteter Stoß über die 1,- ecierelemerite auf die Radaufhängung gerichtet, was bewirkt, daß der Wagenaufbau auf der Stoßseite einen Impuls nach oben erfährt, so daß der Stoß umgelenkt und mit größtem Effekt unwirksam wird. Die Federelemente können mechanisch oder hydrgulisch einzeln oder paarweise der jeweiligen Belastung angepaßt werden.
Das der Hydraulik durch eine Ölpumpe zugeführte Drucköl wird zweckmäßig ebenso als Hilfsmittel zur Verstärkung der Fußbremskraft verwendet, so daß mit geringem Fußdruck das Fahrzeug wirksam gebremst wird.
Die Fahrzeugräder sind an Schwingarmen aufgehängt, die von der Hydraulik der Oldruckzylinder und den zugehörigen Federelementen im Gleichgewicht gehalten werden. Durch einwärts gerichtete Anordnung der Schwingarme wird große Federungslänge des Fahrzeuges bei kurzem Radstand erreicht.
Die Zeichnung veranschaulicht eine schematische Anordnung mit den für die Erfindung wesentlichen 'Merkmalen und es zeigen Fig. i einen Schnitt durch die Einrichtung in Fahrzeuglängsachse, hig. 2 eine Ansicht der Fig. i von oben, Fig.3 eine wahlweise Anordnung der zusätzlichen Federelemente mit zugehörigen Öldruckverstellzylindern, hig. 4 eine zweite wahlweise , nordnung der zusätzlichen Federelemente, Fig. 5 eine dritte wahlweise Anordnung der zusätzlichen Federelemente.
Die an Schwingarmen 25a, 25b, 25c, 25d aufgehängten Fahrzeugräder 24a, 24b, 2,.c, 24d schwingen um die Achsen 26a, 26b, 26e, 26d und werden von @51cirtickkolben Zia, 21b 21c, 21d in Öldruckzylinder 20°, tob, 20e, 2od im Gleichgewicht gehalten. Die Öldruckkolben Zia, 21b, 21C, 21d stehen untereinander über Druckleitungen 12, 13, 14 und 15 in Verbindung und wirken gemeinsam auf das im Behälter 9 befindliche Luftkissen io. Läuft nun eines der vier Fahrzeugräder 24a, 24b, 24c, 24d über ein Hindernis, so schwingt der Schwingarm 25 um die Achse 26 und setzt den Öldruckkolben 21 in Bewegung. Die auf der Druckseite des Oldruckkolbens 21 ruhende Ölsäule leitet diesen Impuls weiter über die Oldruckleiturig 12, 13, 14 und 15 auf die anderen drei Öldruckkolben 21, und diese lassen die zugehörigen Fahrzeugräder 24 in entgegengesetzter Richtung um einen entsprechend kleineren Betrag ausschwingen, so daß der Massenschwerpunkt des Fahrzeuges in seiner Lage erhalten bleibt. Das Luftkissen io übernimmt dabei die Aufgabe eines federnden Ausgleiches. Das Luftvolumen des Luftkissens io ist veränderlich, indem über einen Dreiwegehahn 34 Luft abgeblasen oder zugeführt wird. Dies kann von einer Hand- oder Motorpumpe 35 geschehen. Ebenso können bei entlasteten Fahrzeugrädern 24a, 24b, 24c, 24d oder schwach komprimiertem Luftkissen io die Auspuffgase des Fahrzeugmotors als Luftförderer dienen. Derart ist der federnde Ausgleich variabel, die Fahrzeuginsassen können wahlweise die Federung hart oder weich regulieren.
Beim Niederführen des Steuerschiebers 7 in Richtung D von Hand wird der Ölstrom 5 in die Leitung 8 geführt und die über den Öldruck Zia, gib, 21e, 21d stehende .Ölsäule wird vergrößert. Da der Druck auf die Oldruckkolben Zia, gib, 2,c, 21d, herrührend von der Fahrzeuglast, konstant bleibt, sind die Öldruckkolber2 2i°, 21b, 21", 21d gezwungen, dem zusätzlichen Ölvolumen Platz zu machen, und sie bewegen sich in Richtung K. Dabei schNvingen die Schwingarme 25a, 25b, 25a, 25d relativ nach unten, und der Fahrzeugaufbau wird insgesamt von den Rädern hochgehoben. Unwegsames Gelände läßt sich derart ohne Schwierigkeit durchfahren. Bei hochgesetztem Fahrzeugaufbau kann in Wagenmitte eine Schwenkstütze für die rechte und eine für die linke Fahrzeugseite ausgefahren werden. Läßt man durch Führen des Steuerschiebers 7 in Richtung C einen Teil der über den Öldruckkolben Zia, gib, 21c,. 21d ruhenden Ölsäule durch Leitung 8 in den Vorratsbehälter 2 entweichen, so drehen die Schwingarme relativ nach oben und der Wagenaufbau setzt sich auf der ausgefahrenen Schwenkstütze auf. Bewegt niari nun die Lenkung bei laufendem Motor in die Richtung der hochgesetzten Fahrzeugseite, so werden die dort befindlichen Öldruckkolben in Richtung I beaufschlagt und führen die Schwingarme nach oben, so daß die Fahrzeugräder dieser Seite ihre Bodenhaftung verlieren und ohne weiteres "Zutun auswechselbar sind.
Ähnlich wie bei Stoßdämpfern können den Öldruckzylinderr1 20a, tob, 20e, 2od Drosselventile Goa, hob, hoc, 6od und Eia, Gib, hic, 61d für den Schwingarmausschlag nach oben oder unten oder nach beiden Richtungen zugeordnet werden, so daß die gleiche stoßdämpfende Wirkung erreicht wird wie bei Stoßdämpfern bekannter Art. Ebenso läßt sich ein Drosselventil 62 in die Leitung 63 des Behälters 9 einbauen, so ciaß ein Schwingen der Luftsäule io unterbunden wird.
Die Ölpumpe 4 wird entweder vorn Motor oder abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder wahlweise von beiden angetrieben und entnimmt

lastet. Die Mehrbelastung des Fahrzeugrades 24d bei .Aufnahme von Nutzlast wird in der Art ausgeglichen, claß beim Ausschwingen des Schwingarmes 25d die Feder.71d entspannt und den Druckkolben 2id entlastet, bis das Gleichgewicht mit der :Mehrbelastung hergestellt ist.
Bcirn Hochsetzen des Fahrzeugaufbaues von den Rädern würden die Federelemente entlastet bzw. belastet werden. Um dies zu verhindern und um eine einwandfreie Federung auch bei hochgesetztem Fahrzeugbau zu gewährleisten, wird den öldruckzylindern 6711, 67b, 67c, 67d gleichzeitig wie der Druckseite der öldruckzylinder 20a, tob, 20c, 2od Druck-öl zugeführt, und zwar derart, daß die eingestellte Vorspannung der Federelemente erhalten bleibt. Nach Fig. 5 sind für die Vorderradfederung als Federelemente Wickelfedern 8o und 81 und für die Hinterradfederung Drehstabfedern 82 und 83 vorgesehen. Die Vorspannung wird erreicht, indem ein mit demSteuerschieber 7 in Verbindung stehender, auf die Federn 8o, 81, 82 und 83 abgestimmter Öldruckzylinder 84 den durch das Hochsetzen des Fahrzeugaufbaues veränderten Stellungen der Schwinghebel 25a, 25b, 25c, 25d folgt. Beim Führen des Steuerschiebers 7 in Richtung C wird der öldruckzylinder 84 gleichzeitig mit den Öldruckzylindern 20a, tob, 20c, 2od vom Ölstrom 5 beaufschlagt und die Federn 8o, 81, 82 und 83 werden in gleichmäßiger Vorspannung gehalten. Ebenso werden beim Niedersetzen des Fahrzeugaufbaues durch Führen des Steuerschiebers 7 in Richtung P die öldruckzylinder 20a, tob, 20c, 2od und 84 gleichmäßig bewegt. Nach Rückkehr des Steuerschiebers in die Normallage wird die Öffnung 57 im Gehäuse i geschlossen, und der öldruckzylinder 84 bleibt in der eingestellten Lage. Die Spannmutter 9o auf dem Zugorgan 89 ist im Wageninneren verstellbar. Die Drehstabfedern 82 und 83 können gegenüber den Wickelfedern 8o und 81 entsprechend mehr oder weniger gespannt werden, je nachdemein Ausgleich der aufgenommenen Nutzlast erforderlich wird. Das Fahrzeug kann derart trotz unterschiedlicher Belastung zwischen Vorder-und Hinterrädern stets in die horizontale Lage ausgerichtet werden. Ebenso ist es möglich, die Fahrzeuglast durch Hochsetzen des Wagenaufbaues in der Höhe auszugleichen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: t. Kombinierte Federung für Kraftfahrzeuge mit einem lufthydraulischen Teil für die Hauptfederung und einem mechanischen Teil für die "Zusatzfederung, dadurch gekennzeichnet, daß die ungefederten Massen des Fahrzeuges (24a, 24b, 24c, 24d, 25a, 25b, 25c, 25d) über öldruckkolben (21a, 21b, 21c; 21d) und Öldruckleitungen (12, 13, 14 und 15), die auf einem gemeinsamen Luftkissen (to) arbeiten, gegeneinander abgestützt sind und die Fahrzeugräder (24a, 24b, 24e, 24d) sich außerdem federnd abstützen an Stahlfedern (65a, 65b; 65c, 65d, 71a, 71b, 71c, 71d, 80, 81 und 82), insbesondere Wickel- (8o, 81) und Drehstabfedern (82 und 83), die eine den unterschiedlichen Belastungszuständen des Fahrzeuges entsprechende Federkonstante aufweisen.
2. Federung für Kraftfahrzeuge nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Üldruckkolben (21a, 21b, 2 r c, 21d) auf der Saugseite mit einem Steuerschieber (6) und einer Ölpumpe (4) in Verbindung stehen und bei Lenkungsausschlag (38, 39) und/oder beim Bremsen (40, 41) auf der Saugseite paarweise von einemöldruckstrom (5) beaufschlagtwerden.
3. Federung für Kraftfahrzeuge nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölvolumen auf der Druckseite der öldruckkolben (21a, 21b, 21C, 21d) über einen Steuerschieber (6) und die 0ll>umpe (4) verändert wird.
4. Federung für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftvorrat des Luftkissens (io) über einen Dreiwegehalin (34) motorisch (35) oder von Hand verändert wird.
5. Federung für Kraftfahrzeuge nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, da3 der öldruckstrom (5) gleichzeitig als Hilfskraft zur Betätigung von sonstigen Steuereinrichtungen am Kraftfahrzeug, beispielsweise der Fußbremse (52), dient.
6. Federung für Kraftfahrzeuge nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Oldruckleitungen (12, 13, 14 und 15) oder/und Saugleitungen (16, 17, 18 und i9) oder/und vor dem gemeinsamen Luftkissen (iol Drosselventile (60a, hob, hoc, 6od, 61a, Gib, 61@, Eid und 62) angeordnet sind.
7. Federung für Kraftfahrzeuge nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Zusatzfederungen (65a, 65b, 65c, 65d, 71a, P', 71c, 71d, 80, 81, 82, 83) sich einerseits abstützt an der Aufhängung der Fahrzeugräder (25a, 25b, 25c, 25d) und andererseits vermittels Oldruckzylinder (67a, 67b, 67c, 67d) an einem Druckzylinder (84), der bei Veränderung des Ölvolumens auf der Druckseite (12, 13, 14 und 15) der Oldruckkolben (20a, tob, 20e, 20d) mit dein dort herrschenden öldruckstrom kurzgeschlossen und nach erfolgter Veränderung des Ölvolumens (12, 13, 14 und 15) von dem öldruckstrom (5) abgeschaltet wird. B.
Federung für Kraftfahrzeuge nach den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschaltung des Hauptdruckstromes (5) die Hilfsfedern (65a, 65b, 65c, 65d, 71a, 71b, 71c, 71d, 80, 81, 82 und 83) mechanisch einzeln oder paarweise ge- oder entspannt werden.
9. Federung für Kraftfahrzeuge nach den Ansprüchen i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Zusatzfederung (65a, 65b, 65C, 65d, 7ia, 71b, 71c, 71d) sich einerseits abstützt an der Aufhängung der Fahrzeugräder (25a, 25b, 25c, 25d) und andererseits an den Stoßstangen (71 und 72) des Fahrzeuges und die Federn (65a, 656, 65c, 65d, 71a, 7I6, 71c> 7") von T-Iand mit Schrauben (66a, 666, 66c, 66d) oder hydraulisch mit Oldruckzylindern (67a, 676, 67e, 67d) gespannt werden. io. Federung für Kraftfahrzeuge nach den Ansprüchen i bis 9, dadurch gekennzeichnet, da13 die frei schwingenden Enden der Schwingarme (25a, 256, 25c, 25d) der Radaufhängung auf jeder Wagenlängsseite einander zugekehrt sind.