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Luftfederung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf eine Luftfederung für Fährzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
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Es ist bei Kraftfahrzeugen bekannt, den Wagenkasten gegenüber dem
Fährgestell durch Luftkissen aus elastischem '-Material abzufedern. Man hat z. B.
vorgeschlagen, dieseLuftkissen zu beiden Seiten des Wagens zwischen zwei .dasLuftkissen
zwischen sich einschließenden als U-Träger gestalteten Tragschalen zu lagern. Ferner
wurde vorgesehen, die zur Abfederung des Wagenkastens @dienendenLuftkissen ringförmig
auszubilden. Diese Konstruktionen haben sich jedoch in der Praxis nicht bewährt,
vor allem deshalb nicht, weil sie nur einen ungenügenden Zusammenhalt von Wagenkasten
und Fahrgestell ergeben und auch denWagenkasten bei Stoßbeanspruchungen des Fahrwerks
in 'horizontaler Richtung, insbesondere von vorn, nicht genügend abfedern. Ein anderer
bekannter Vorschlag geht dahin, unter Überdruck stehende, ringförmige, elastische
Druckluftkammern zwischen Radfelge und Radachse und auch zwischen Radachse und Fahrgestell
anzubringen. Diese ringförmigen Druckkammern müssen, um die beim Fähren auftretenden
Querkräfte übertragen zu können, zweiteilig ausgebildet und innen mit Führungsringen
und Führungsscheiben versehen werden. Solche Einrichtungen sind verhältnismäßig
kompliziert und teuer und bewirken für die quer zum Fahrzeug auftretenden Stoßbeanspruchungen
keine Abfederung des Fahrgestells bzw. Wagenkastens.
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Gemäß Erfindung werden zwar ebenfalls Druckluftkammern aus elastischem
Material in Verbindung mit .diese teilweise aufnehmenden Tragschalen verwendet,
jedoch in anderer Weise und mit anderer Wirkung wie bisher, nämlich der Art, daß,die
Tragschale
die elastische Druckluftkammer in wenigstens einem Hauptschnitt
um mehr als 18o° formschlüssig umgibt, .demzufolge idie von der Tragschale umfaßten
Wandteile -der mit Druckluft gefüllten Kammer sich wegen des großen Umschlingungswinkels
fest haftend in,die Höhlung der Tragschale pressen. Die Tragschalen können z. B.
als teilweise offene Kugel- oder ZylinderringschaJen ausgebildet sein. Eine besonders
geeignete Ausführungsform ergibt sich, wenn die elastischen Druckluftkammern als
Hohlringe ausgebildet sind und die Tragschalen .aus entsprechenden, an ihrem inneren
'feil offenen Hohlringteilen bestehen Die elastischen, insbesondere ringförmigenDruckluftkammern
können in bekannter Weise nach Art von Luftreifen aus einem Mantel aus vulkanisiertem
Gewebe und einem inneren luftdichten Schlauch bestehen und auch mit Felgen versehen
sein.
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Vorzugsweise sind die Tragschalen am Wagenkasten angebracht, während
die Druckluftkammern mit ihren Felgen an -den festen Fahrwerksteilen sitzen und
die Radachsen zur Erzielung einer guten Einzelradabfederung gegen @dieringförmigenDrucklüftkammern
abgestützt sind. Zu diesemZwecksirnd .die Achsen mit Verstärkungen und Stützschalen
versehen, mittels welchen sie an den Druckluftringen anliegen.
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Die Erfindung ermöglicht eine gute Gesamtabfederung der Fahrzeuge
(Kraftfahrzeuge). Sie eignet sich auch für Einzelradabfederung, insbesondere bei
Fahrzeugen mit selbsttragendem Wagenkasten. Auch gestattet sie, bei einer solchen
Konstruktion die Fahrwerke bequem vom Wagenkasten zu trennen. Die Gesamtabfederung
kann während der Fahrt und je nach Belastung und Fahrbahneigenschaft verstellt werden.
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Nacheiner besonderen Ausführungsform der Erfindung können am Fährzeug
insgesamt nur drei aus Tragschalen und elastischen Druckkörpern bestehende Verbindungen
zur Bildung einer Dreipunktlagerung vorgesehen sein. Auf diese Weise kann die Verwindüngsbeanspruchung
des Wagenkörpers klein gehalten werden, so daß sich eine besonders lichte Konstruktion:
ergibt.
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Die Erfindung eignet sich sowohl zur Einzelradabfederung von Pendelachsen,
die für mit Antriebswellen versehene Hinterachsen .benutzt werden, .ebenso, aber
auch zur Abfederung von ,Schwingachsen, wie solche hauptsächlich für die Befestigung
von lenkbaren Vorderrädern dienen. Dabei ,können die Druckfuftkammern entweder in
einer durch die Fahrtrichtung und die Vertikale festgelegten Ebene oder quer zur
Fahrtrichtung liegen.
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Besonders einfach gestaltet sich die Anwendung .der Erfindung bei
einem normalen Kraftfahrzeug mit vier Rädern, Vorderradlenkung und Hinterradantrieb.
In diesem Fälle kann die Verbindung von vorderem Fahrwerk und Wagenkörper durch
eine einzige zentral und quer zur Fahrtrichtung gelegene ringförmige Druckluftkammer
erfolgen. Die beiden oberen Querlenker können dann um eine gemeinsame; innerhalb
des Druckringes gelegene Achse und die beiden unteren Querlenker unterhalb des Druckringes
schwenkbar gelagert sein, wobei die unteren OOnerlenker mit Stützschalen zu beiden
Seiten an dem Druckring anliegen. Die Abfederung für die Hinterradachsen kann durch
zweiderartige Druckringe erfolgen, die mit ihren Felgenschalen über eine Traverse
z. B. mit -dem Gehäuse für das Kardangetriebe -verbunden sind.
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Weiterhin können gemäß der Erfindung die Druckluftkammern für die
Hinterradabfederung mit einer Ausgleichleitung versehen sein, damit starke einseitige
Fahrbahnstöße auch von der gegenseitigen Luftkammer mit aufgenommen werden. Ferner
kann zwischen den Druckluftkammern für die Vorder- und Hinterradäbfederung ein weiteres
verstellbares Druckausgleiebsorgan angebracht sein, um trotz möglicherweise ungleicher
Druckverhältnisse zwischen den vorderen und hinteren Druckluftkammerndie wechselseitigen
Druckimpulse auszugleichen.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß Einrichtungen
zur Regelung des Überdrucks in den Druckluftkammern und Mittel zur Druckanzeige
vorgesehen sind.
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Ein Ausführungsbeispiel.zu der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Figuren zeigen einen Personenkraftwagen mit Heckmotor und Hinterradantrieb.
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Fig. i zeigt .den Kraftwagen von vorn bei freigelegtem Vorderradgestell,
Fig.2 einen Längsschnitt nach der Ebene A-A der Fig. i durch den vorderen Wagenteil,
Fig. 3 den Wagen mit dem hinteren Fahrgestell von hinten gesehen, teilweise durchgeschnitten,
Fig. a den hinteren Wagenteil von der Seite, teilweise im Schnitt B-B nach Fig.
3; in Fig.5 ist (im Schnitt) ein Zusatzgerät dargestellt, welches .dazu dient, die
Druckimpulse zwischen vorderer und hinterer Luftabfederung trotz ungleichen Überdrucks
zwischen den Kammern der vorderen und hinteren Abfederung wechselseitig auszugleichen:
Fi:g. 6 und 7 veranschaulichen eine Druckluftkammer mit Tragschale im Schnitt und
in Ansicht (Fig. 6 ist ein Schnitt nach C-C der Fig. 7) ; in Fig.8 ist eine andere
Ausführungsform gegenüber Fig. 6 gezeichnet.
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In Fig. i und :2 stellt i einen in Schalenkonstruktion ausgeführten
selbsttragenden Wagenkasten im Profilumriß dar. Am vorderen Wagenteil befindet sich
eine Tragschale :2 zur lösbaren Verbindung des Wagenkastens imit dem vorderen Fahrwerk.
Die beiden Vorderräder 3 sind mit ihren Achsschenkelbolzen q. mit den oberen und
unteren Pendelachsen5, 6 bzw. 7; 8 verbunden, die bis zur Wagenmitte verlängert
und mit ihren vorderen und hinteren Augen um die oberen bzw. unteren Pendelachsenbolzen
9 bzw. i o zentral :gelagert sind. Der feste Teil des vorderen Fahrwerks weist einen
vorderen und einen hinteren Felgenkörper ii und 1.2 mit seitlichen Lappen 1s auf
(Fig. i). Bei 1q. und 15 sind zwei Felgenhälften dargestellt, durch die der obere
Pendelachsenbalzen 9 geführt ist. Zwischen den unteren Augen der Felgenkörper i
i und 12 liegt ein
Abstandsrohr 16, durch das der untere Pendelachsenbolzen
io gesteckt ist. Die beiden unteren Pendelachsen 7 und 8 sind in der Nähe der Drehachse
io mit Stützschalen 17 (s. insbesondere Fig. 2) versehen, die durch Stege 18, i9
mit den Pendelachsen 7,8 fest verbunden sind und z. B. verschweißt sein können.
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Der das Fahrwerk und den Wagenkörper verbrodende elastische Druckring
2o ist beispielsweise aus einem vulkanisierten-Gewebe hergestellt. Der luftdichte
Innenschlauch, in der Zeichnung (Fig. 2) nicht dargestellt (jedoch in Fig. 6 und
8, Teil ioo), ist über eine Druckluftleitung 2i mit einem Luftverteiler und Luftablaßgerät
22 verbunden. Zur Bedienung dieses Gerätes dient ein Handgriff 23, mit dem die Druckluftleitun:gen
zvdhlweise an eine zu einem Kompressor oder einem Vorratsbehälter führenden Leitung
24 oder an einen nicht gezeichneten Ablaßstutzen angeschlossen werden können. 11-i
25 und 26 sind Anzeigegeräte für den Überdruck in den Druckluftkammerndargestellt;
27 stellt eine zu den Druckluftkammern für die Hinterradabfederung führende Druckluftleitung
dar.
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In Fig. 3, 6 und 7 sind 28 und 29 tdie Tragschalen zur Verbindung
des hinteren Fahrwerks mit dem Wagenkasten, 3o und 3i die ringförmigen Druckluftkammern,
deren luftdichte Schläuche ,zum Druckausgleich über eine Leitung 32 miteinander
verbunden sind. Von dieser Verbindungsleitung (Fig. 3) zweigt auch die Druckluftleitung
27 zur Verbindung mit dem Regelgerät 22 sowie mit dem Leitungsstutzen 62 des Druckluftausgleichs",-eräts
(Fig. 5) nach vorn ab. Bei 33 ist der Heckmotor mit Getriebekasten 34 und Kardangehäuse
35 dargestellt. An das Kardangehäuse schließen hohle Pendelachsen 36, 37 mit den
Hinterrädern 38, 39 an. Diese Pendelachsen sind mit Verstärkungen :I0, 41 versehen,
auf welchen die Stützschalen 4.2, .d3 für die Druckkammern 30, 31 sitzen.
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d-. ist die Antriebswelle vom linken Hinterrad, .15 eine am Getriebekasten
34 gelagerte Welle zur Aufnahune der Augen 46, .I7, die mittels nicht dargestellter
Stege zu,den Hohlachsen36und37 führen. Mit .I8 und 49 sind in Fig. 3 die Drehpunkte
der Eieiden Pendelachsen bezeichnet. Zur Verbindung er Druckrin:gkörper 30, 31 mit
dem aus Motor 3 3 und den Getriebekästen 3d., 35 bestehenden festen unteren Fahr-,verksteil
ist eine Traverse 5o voreseheui,die mittels Schrauben 51 an dem Getriebe-:asten
35 befestigt ist. Die Druckringkörper 30, 31 iegen in zweiteiligen Felgen 5d., 55
bzw. 56, 57, die miteinander verschraubt und durch Schraulbent 52, ;3 mit der Traverse
fest verbunden sind. (Fig.3 und 6).
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Fig.5 zeigt ein Gerät, das die wechselseitigen )ruckimpulse zwischen
dem vorderen und den unteren Druckringkörpern trotz ungleicher L1berlrucke auszugleichen
vermag. Dieses Gerät ist durch die Druckluftleitung 61 mit dem Druckring-;örper
des vorderen Fahrwerkes durch die Leitung 32 mit den beiden Druckrin:gkörpern des
hinteren Fahrwerkes verbunden und durch Membranen 59, io abgeschlossen. Ein in dem
Kasten 58 gelagerter, zweiarmiger Hebel 63 stützt sich mit gewölbten Druckflächen
6.1., 65 gegen die beiden Membranen 59,6o. Als Widerlager dient eine Rolle 68, die
mittels einer Schraubenspindel 69 verschiebbar ist. Zur Begrenzung des Ausschlages
des Hebels 63 dienen die Anschläge 66 und 67. Die Spindel 69 kann mit Hilfe einer
Handkurbel 7o gedreht werden.
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Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform der Druckkammern 30,
31 ist der Felgenkörper 71 einteilig und weist an seinem Umfang einen einseitig
offenen Hohlring 72 auf, in welchem Flansche 73 .der Druckkammer eingeklemmt sind.
Die Wirkungsweise :der beschriebenen und @dargestellt;ui Luftfederung ist aus der
Zeichnung zu entnehmen.
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Nach .dem Einführen der vom Überdruck entlasteten Druckringe 2ö bzw.
3ö, 31' in die am Wagenkörper g elagerten. Tragschalen 2,:2!8,:29 werden .die Druckluftleitungen
21 bzw. 27 an den Kompressor oder Vorratsbehälter des Wagens angeschlossen. Nun
pressen sich die, da die Tragschalen die Druckluftkammern um mehr als ieo° formschlüssig
umgeben, von den Tragschalen umfaßtenWandteile infolge desgroßenUmschlin.gungswinkels
festhaftend in die Höhlung derTragschalen. Die Befestigung der Druckringe in den
Schalen und Felgen muß so .gut sein, daß .die zwischen Fahrwerk und Wagenkörper
vor allem auch in Fahrtrichtung auftretenden Besc leunigungskräfte übertragen werden
können. Die auf die Räder ausgeübten Stöße wcrd,en ebenfalls von den Druckringen
aufgenommen.
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Der zentral gelegene vordere Druckring ergibt zusammen mit den beiden
hinteren Druckringen eine Dreipunktauflage des Wagenkörpers, so daß die auf den
Wagenkasten übertragenen V"rwindungskräfte klein bleiben. Die Lappen 13 (Fig. i)
.der Felgenkörper i i, 12 am vorderen Fährwerk nehmen die auf das vordere Fahrwerkwechselseitig
vorn angreifenden Kräfte auf.
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Infolge der Regelbarkeit des Luftdrucks sogar während der Fahrt ergibt
sich eine gute Anpassung .der Federung an die jeweilige Belastung des Wagens und
die Straßenbeschaffenheit. Das in Fig.5 .dargestellte Regelgerät ermöglicht es,
die Abfederung vom vorderen auf das hintere Fahrwerk und umgekehrt auszugleichen,
wodurch erreicht wird, daß ein .auf ein Rad ausgeübter Fahrbahnstoß gleichmäßig
von allen drei Druckluftkammern aufgenommen wird.