SE435039B - Luftfjeder, serskilt for motorfordon - Google Patents

Description

7811641-5 2 man därmed kan uppnå en fördröjningsfri reaktion trots enkel upp- byggnad.

Det för uppfinningen väsentligen utmärkande är nu i huvud- sak att fjädervolymen är bildad av två rullbälgar, som bildar en gemensam kammare, vilka bälgars från varandra vända verksamma ytor vilar mot med varandra fast förbundna fjäderkolvar med olika diame- ter på sådant sätt, att deformationerna av rullbälgarnas valkarwdd fjädringsrörelserna ger volymändringar som ungefär utjämnar varandra, och att fjäderkraften är avsedd- att överföras dels via fjäderkol- varna och dels via en till rullbälgväggarna hörande mantel. Tack vare denna konstruktion enligt uppfinningen erhåller man alltså inuti fjädern en direkt volymsutjämning, som ger en fördröjningsfri reaktion och därmed en av frekvensen praktiskt taget oberoende fjä- dringskarakteristik. Särskilt kan man inom ramen för uppfinningen uppnå dessa egenskaper vid en förhållandevis liten luftvolym, vari- genom man kan åstadkomma en kompakt konstruktion och också gynn- samma regleringsmöjligheter för nivâregleringen och dämpningen.

Förutom dessa fjädringstekniska fördelar medför lösningen enligt uppfinningen också väsentliga fördelar ur inbyggnadssynpunkt, näm- ligen icke endast volymsmässigt utan också kraftmässigt, det sist- nämnda tack vare de möjliga gynnsamma lägena hos infästningarna.

Vid utformningen av luftfjädern enligt uppfinningen kan rullbälgarna vara utformade i ett stycke. Vidare kan manteln vara utförd såsom en i mittpartiet mellan de verksamma fjäderytorna ligg- ande ring, vilken avsmalnar i riktning mot den mindre av de verk- samma ytorna, varigenom bärkraften på fördelaktigt sätt kan över- föras till rullbälgen. Lämpligen omfattar manteln därvid också hylsformiga styrningar för rullbälgarna, vilka styrningar ansluter sig till ringen, varigenom man dels kan ytterligare förbättra kraft- överföringsförmågan och dels också åstadkomma en exakt styrning för rullbälgarna, varvid man genom utformningen av denna styrning kan utöva inflytande på rullbälgarnas avrullningskarakteristik och därmed på storleken av de verksamma fjäderytorna i beroende av fjädringssträckan..Detta kan på enklaste sätt uppnås inom ramen för uppfinningen genom att åtminstone den ena av de till ringen anslutande styrningarna är utförd konisk, varvid ett koniskt av- smalnande parti kan vara anordnat för vardera hylsstyrningen på vardera sidan om ringen och utgående från denna. Inom ramen för uppfinningen har det emellertid också visat sig lämpligt om man särskilt för den rullbälg som har den mindre av de verksamma fjä- 7811641-5 3 derytorna anordnar en konisk utvidgning av den hylsformiga styr- ningen räknat från ringen då man härigenom med hänsyn till volyms- förändringen av den andra rullbälgen hörande till den större verk- samma fjäderytan kan uppnå en förbättrad anpassning. Genom olika lutningsvinkel eller konicitet hos de hylsformiga styrningarna kan man sålunda enligt uppfinningen på enkelt sätt åstadkomma en in- bördes avstämning av volymsförhållandena.

Enligt uppfinningen har det också visat sig lämpligt om den till rullbälgen med den mindre verksamma fjäderytan hörande hylsan är utformad såsom en sluten huv, vilken är förbunden med infästningen. Denna utformning möjliggör en direkt motstående ko- axiell placering av infästningen och därmed särskilt gynnsamma förhållanden med avseende på anordnandet och kraftupptagningen.

Vid en vidareutveoklad. utföringsform av uppfinningen kan huven i förhållande till den mindre av de verksamma fjäderytorna innesluta ett ventilerat hålrum, så att detta hålrum enligt upp- finningen kan utnyttjas såsom en pumpvolym. Den utbytta luftmäng- den kan därvid med fördel utnyttjas för kylning av luftfjädern, varvid såväl en yttre omströmning liksom också genom lämpliga led- ningsanslutningar en inre genomströmning är möjlig enligt uppfin- ningen.

Eventuellt kan därvid hålrummet stå i förbindelse med at- mosfären via strypöppningar, varigenom ytterligare dämpningseffekter kan uppnås.

Med avseende på uppnåendet av en så stor fjädervolym som möjligt vid kompaktast möjliga konstruktion kan inom ramen för uppfinningen åtminstone den ena av fjäderkolvarna vara utförd sluten och tillskottsluftvolymen införlivad med fjädervolymen.

Det visar sig därvid lämpligt om denna tillskottsluftvolym är förbunden med fjädervolymen via minst en strypning. Eventuellt kan man enligt uppfinningen också ansluta tillskottsluftvolymen till fjädervolymen i beroende av fjädringsvägen varigenom man ock- så kan uppnå språngvisa förstyvningar av fjädern vid överskridan- det av bestämda fjädringssträckor.

Konstruktivt visar sig det lämpligt om fjäderkolvarna är förbundna medelst en central dragförankring. Denna kan enligt upp- finningen vara utformad såsom ett rör och därvid exempelvis bilda mantelröret till en svängningsdämpare, varigenom denna blir cen- tralt inbyggd i luftfjädern. Denna svängningsdämpare är helst ut- ':;8w1 16Å1-í-5 4 formad såsom en hydraulisk stötdämpare, vilken kan vara placerad in- uti det inre av en av fjäderkolvarna såsom ett kylutrymme.

Vid en ytterligare vidareutvecklad utföringsform av uppfin- ningen kan dragförankringen vara rörformig och bilda en styrning för en stötstång, varigenom man erhåller en axiell teleskopisk styrning för luftfjädern, vars inbördes förskjutbara ändar uppbär de bägge fjäderinfästningarna.

Vid en annan utföringsform av uppfinningen kan en luftfjä- derdämpning vara inbyggd i luftfjädern. För detta ändamål kan en- ligt uppfinningen minst ett stryptvärsnitt vara anordnat i den till övergångsområdet mellan rullbälgarna hörande kammardelen.

Detta stryptvärsnitt kan vara reglerbart i beroende av fjädrings- sträckan och eventuellt till- eller frånkopplingsbart i beroende av denna sträcka. a I detta avseende är olika utföringsformer möjliga enligt uppfinningen. Antingen kan strypningen vara i huvudsak densamma över hela fjädringsvägsträckan, så att man får en vanlig på luft- fjädern överlagrad dämpningsfunktion, vilken är jämförbar med den som exempelvis kan erhållas medelst en tillhörande hydraulisk stöt- dämpare. En annan möjlighet är att göra stryptvärsnittet föränder- ligt med fjädringsvägsträekan på sådant sätt att den minskas i riktning mot ändarna av denna. En gränslösning i detta avseende utgöras av att man anordnar en fri passage i mittområdet men till- sluter stryptvärsnitten mot ändarna av rörelsesträckan varvid successiva övergångar kan vara anordnade så att man enligt uppfin- ningen samtidigt åstadkommer ett pneumatiskt drag-tryckanslag.

Vid en annan utföringsform av uppfinningen kan styrtvär- snittet höra till en tvärvägg, som ligger i mantelringen och sär- skilt vilar på denna. Den fjädringsvägberoende regleringen av stryp- tvärsnittet enligt uppfinningen kan då särskilt lätt åstadkommas om strypöppningarna exempelvis utgöres av till dragförankringen hörande axiella spår, över vilka tvärväggen är förskjutbar.

Luftfjädern enligt uppfinningen kan vidare också användas med avseende på en nivåreglering, nämligen genom att man kan regle- ra trycket i fjäderkammaren.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. l-5 visar luftfjädrar enligt upp- finningen i olika utföringsformer och sedda i längdsektion. 7811641-5 5 Den i fig. l visade luftfjädern 1 innefattar två rullbälgar 2, 3 av vilka i föreliggande utföringsexempel rullbälgen 2 har en mindre verksam fjäderyta än rullbälgen 3. De bägge rullbälgarna 2, 5 avgränsar en gemensam kammare 4, som innehåller fjädervolymen. vardera rullbälgen 2, 3 vilar med sin ände på en skålformig och med sin botten mot rullbälgen riktad fjäderkolv 5, 6 och de bägge skålformiga fjäderkolvarna 5, 6 till rullbälgarna 2, 5 är vid ut- föringsexemplet enligt flg. l förbundna medelst en central drag- förankring 7, som i kammaren 4 löper inuti en mellan fjäderkolvar- na 5, 6 belägen distanshylsa 8.

Utvändigt är rullbälgarna 2, 3 omslutna av en mantel, vil- ken som helhet betecknats 9 och som i området mellan fjäderkolvarna 5, 6 innefattar en ring 10, vilken avsmalnar i riktning mot den mindre av de verksamma fjäderytorna, alltså i detta fall i riktning mot den skålformiga fjäderkolven 5. På vardera sidan om den koniska ringen 10 ansluter sig vid det i fig. l visade utföringsexemplet en hylsa ll, 12, som i likhet med ringen 10 ligger Bnncentriskt i förhållande till dragförankringen så att man erhåller en som helhet rotationssymmetrisk uppbyggnad av luftfjädern.

Vid ufiöringsformen enligt fig. l sträcker sig hylsan 12, som går från ringen 10 i riktning mot den större av de verksamma fjäderytorna, alltså i riktning mot fjäderkolven 6, från ringen 10 med svagt konisk form i riktning mot fjäderkolven 6, varvid hylsan 12 ligger på en konmantel med en konvinkel av upp till om- kring 30°. Den inuti hylsan 12 liggande fjäderkolven 6 uppvisar vid en skålformig grundprofil en svagt utåtriktad skàlvägg 13, vilken såsom avrullningskon för rullbälgen 3 avgränsar en ring- spalt gentemot hylsan l2, i vilken spalt en valkâä av rullbälgen 5 är belägen och vilken avsmalnar i riktning mot den fria änden av hylsan. 12. Avrullningskonen kan inom ramen för uppfinningen företrädesvis också uppvisa en konvinkel av upp till omkring 300.

De visade vinkelstorlekarna återger emellertid sådana vinklar som är att föredra enligt uppfinningen.

Hylsan ll är vid utföringsexemplet enligt fig. l så ut- formad att den utvidgar sig i riktning mot den till den mindre fjäderytan hörande fjäderkolven 5, varvid hylsan ll ligger på en 781 1641-.5 6 konmantel som i sin tur kan uppvisa en toppvinkel av upp till om- kring 30°. En lämplig konvinkel kan emellertid också vara en sådan på vilken skålväggen 14 till fjäderkolven 5 är belägen, varvid för fjäderkolven 5 och hylsan ll konvinkeln måste vara vänd at samma håll medan för hylsan 12 och fjäderkolven 6 motsatta öppningsrikt- ningar gäller för de motsvarande konvinklarna.

Hylsan ll är vid utföringsexemplet'ifiE-lïfififinåd f&Ü1ïÜäfifl“ kolven 5 och löper ut i en sluten huv 16. som i samverkan med fjä- derkolven 5 innesluter ett luftutrymme 15. Huven uppbär i toppen den ena infästningen 17 av luftfjädern. Den motsatta infästningen 18 hör till dragförankringen 7, som är axiellt fixerad mot fjäder- kolven 5 och vid sin motstående ände, som skjuter ut utanför fjäder- kolven 6, uppbär infästningen 18. ' Huven 16 är försedd med ventilationsöppningar 19, vilka möjliggör en ventilation av luftutrymmet.l5 till atmosfären och därmed en motsvarande kylning av detta utrymme. För att man skall utnyttja den pumpverkan som vid fjädringsrörelserna uppkommer inuti luftutrymmet 15, för att möjliggöra en kylning av luftfjädern som helhet, kan den sistnämnda vara försedd med en huvformig övertäck- ning 20, som nära omsluter manteln 9 över åtminstone en väsentlig del av dennas längd. Enligt uppfinningen eftersträvas en så liten konstruktionsvolym som möjligt hos luftfjädern l. I motsvarighet härtill är kammarvolymen dimensionerad så liten som möjligt hos luftfjädern l. En indirekt ökning av kammarvolymen kan nu vid lös- ningen axligt uppfinningen uppnås genom att fjäderkolven 6 är ut- formad som en utåt tillsluten skål och uppvisar ett luftutrymme 21, som via i botten anordnade borrningar 22 är ansluten till kam- maren 4, så att luftutrymmet 21 i praktiken bildar en del av kamma- ren.

Vid lösningen enligt uppfinningen utövas ett inflytande på formen och storleken av den aktuella rullbälgvalken 25 resp. 24 genom avstämningen av avrullningskonen för fjäderkolven 5 resp. 6, alltså av dessas skålväggar,till sin lutning till lutningen av den respektive omslutande hylsan ll, 12, nämligen på det sättet att vid in- och utfjädring uppnås en så exakt utjämning av de respektive undanträngda volymerna som möjligt utan statisk tryck-. förändring. Beträffande utföringsexemplet enligt fig- l betyder detta exempelvis att vid den mindre fjäderkclven 5 uppnås den maximala undanträngningen vid infjädringsläget och den minsta för- 7811641-'5 7 trängningen vid utfjädrat läge. En motsatt karakteristik uppnås beträffande den större fjäderkolven 6 genom den därvid åskådlig- gjorda styrningen för kolvbälgvalken 24.

Luftfjädern enligt fig. 2 motsvarar till sin principiella uppbyggnad det i fig. 1 närmare beskrivna utf ringsexemplet och för utföringsexemplet enligt fig. 2 utnyttjas därför motsvarande hänvisningsbeteckningar inom hundratalsintervallet. Sålunda visas i fig. 2 en luftfjäder 101 med en mindre rullbälg 102 och en större rullbälg 103. Mellan bälgarna förefinnes en kammare 104 och analogt med fig.l finns fjäderkolvar 105, 106, en dragförankring 107, en distanshylsa 108, en manteln 109, en ring 110, hylsor 111, 112 och detaljer 113-124, svarande mot detaljerna med hänvisningsbeteck- ningarna 15-24 i fig. l.

Till skillnad fràn utföringsexemplet enligt fig. 1 är i fig. 2 hylsan lll vänd i motsatt riktning mot hylsan 112 liksom också mot den därav omslutna skålformiga fjäderkolven 105. Härige- nom uppkommer visserligen med avseende på luftfjädern som helhet vissa men dock förhå1landevis.små trycksvängningar i beroende av íjährvägen, då de volymskillnader, som vid fjädring uppkommer mel- lan den övre rullbälgen 102 och den undre rullbälgen 105 icke längre kan utjämnas helt. Av denna anledning uppvisar därför manteln 109 vid denna utföringsform emellertid en ur tillverkningsteknisk syn- punkt särskilt fördelaktig grundform som möjliggör en fördelaktig kraftupptagning och -överföring, särskilt till den mot fordonsunder- redet vända infästningen 117, som ansluter sig till huven 116. 1 fig. 2 har vidare åskådliggjorts att luftutrymmet 115 icke endast kan tjäna såsom pumpkammare utan dessutom kan ha en dämpningsfunktion, för vilket ändamål ventilationsöppningarna, som i fig. 1 betecknats 19 och utformats förhållandevis stora till sitt tvärsnitt, i detta fall är utförda såsom strypöppningar 119.

Via strypöppningarna 119 star luftutrymmet 115 i förbindelse med atmosfären. Den övre delen av huven 116 är därvid försedd med en skàlformig övertäckning 120 som skyddar strypöppningarna 119 mot damm och liknande. Tillträdet till det inre av övertäckningen kan därvid dessutom vara tillslutet medelst en filterring 125 för att utestänga föroreningar från strypöppningarna 119.

Utföringsformen enligt fig. 3 motsvarar till sin principi- ella uppbyggnad den enligt fig. 2 och i denna figur utnyttjas på samma sätt liknande hänvisningsbeteckningar dock inom intervallet

Claims (10)

7811641-5 8 200-300 och de kommer i det följande närmare anges i den utsträck- ning detta är nödvändigt för den direkta förklaringen av det aktu- ella utföringsexemplet. Dragförankringen 207 är vid utföringsexemplet enligt fig. 3 utformad såsom en hydraulisk enkelrörs-stötdämpare, till vilken hör en yttre tillskottsvolym som är anordnad i det slutna inre utrymmet 221 till den större skålformiga fjäderkolven 206. Över- gången från det inre utrymmet 221 till det undre dämparrummet i den här icke närmare visade enkelrörs-stötdämparen 207, som bildar dragförankringen, sker via borrningar 228. Det inre utrymmet 221 är på undersidan tillslutet medelst en bottenplatta 229 och kan vara försett med kylflänsar 230, som är anbragta på utsidan av bot- tenplattan 229. Vid den visade utföringsformen enligt fig. 3 ligger mantel- röret 231 till dämparen såsom egentlig dragförankring 207 inuti distanshylsan 208. Kolvstången 232 skjuter upptill upp utanför man- telröret 231 såsom är vanligt vid stötdämpare och är fixerad i för- V nåiienae till huven 216 een: för-bunden med infäetngingen 21? vid ein i utanför huven liggande del. Medelst stötdämparen 207, som med sin g utformning enligt fig. 3 samtidigt tjänar som dragförankring erhàl- t les vid denna utföringsform en ytterligare centrering och styrning av luftfjädsrn 201. PATENTKRAV '

1. _ Luftfjäder för motorfordon och med en sluten fjädervolym samt två olika stora och i motsatta riktningar tryckpåverkade och från varandra vända verksamma fjäderytor, vilka är varierbara till sin storlek i beroende av fjädringsvägen och anligger koaxiellt mot varandra, k ä n n e t e c k n a d a v att fjädervolymen är bildad av två rullbälgar (2,3;102,103;202,203), som bildar en gemensam kammare (4;104;204),vilka bälgars från varandra vända verk- samma ytor vilar mot med varandra fast förbundna fjäderkolvar (5, 6;105,106;205,206) med olika diameter på sådant sätt, att deforma- tionerna av rullbälgarnas valkar (23,24;123,124;223,224) vid fjäd- rinqsrörelserna ger volymändringar som ungefär utjämnar varandra, och att fjäderkraften är avsedd att överföras dels via fjäderkol- varna (5,6;105,106;205,206) och dels via en till rullbâlgarna hö-- rande mantel (9;109;209). i

2. Luftfjäder enligt patentkravet 1, k ä'n n e t e c k n a d a v att rullbälgarna (2,3) är utformade i ett stycke. _; 7811641-5 9

3. Luftfjäder enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d a v att manteln (9) är utformad som en i mittpartiet mellan de verksamma fjäderytorna liggande ring (10), vilken avsmalnar i riktning mot den mindre av de verksamma fjäderytorna.

4. Luftfjäder enligt patentkravet 3, k ä n nve t e c k n a d a v att manteln (9,109) i anslutning till ringen (10;110) uppvisar hylsformiga styrningar (11,12;111,112) för rullbälgarna (2,3;102,103). 1

5. Luftfjäder enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a d a v att åtminstone en av de hylsformiga styrningarna (111) i an- slutning till ringen (110) löper ut koniskt.

6. Luftfjäder enligt patentkravet 4 eller 5, k ä n n e t e c k - n a d a v att den till den mindre av de verksamma fjäderytorna hörande hylsformiga styrningen (11;111) är utformad såsom en slu- ten huv (16;116) och innesluter ett ventilerat och i beroende av fjädringsrörelserna till sin volym varierbart hålrum (15), som bildar en pumpkammare för kylluftu

7. Luftfjäder enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a d a v att kylluften från pumpkammaren (15) är anordnad att bortföras utvändigt över luftfjädern.

8. Luftfjäder enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a d a v att kylluften från pumpkammaren (15) är anordnad att bortfö- ras centralt inuti luftfjädern genom dennas fjädervolym.

9. Luftfjäder enligt något av patentkraven 1-8, k ä n n e - t e c k n a d a v att en av fjäderkolvarna (6) är utförd sluten och tillordnad fjädervolymen som en tillskottsluftvolym.

10. Luftfjäder enligt något av patentkraven 1-9, k ä n n e - t e c k n a d a v att fjäderkolvarna (5,6) är förbundna medelst en central dragförankring (7).