DE1035494B

DE1035494B - Ausgleichsfederung fuer Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge mit Einzelradaufhaengung

Info

Publication number: DE1035494B
Application number: DED20990A
Authority: DE
Inventors: E H Dipl-Ing Friedrich Dr-Ing
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1955-08-01
Filing date: 1955-08-01
Publication date: 1958-07-31

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ausgleichsfederung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge mit Einzelradaufhängung, bei der in dem Federungs- und Ausgleichssystem zwischen den einander zugeordneten Rädern bzw. Achsen, mindestens teilweise ein pneumatisches Medium verwendet wird. Derartige Ausgleichsfederungen sind an sich bezüglich Drehungen um eine waagerechte Querachse des Fahrzeugs umstabil, d. h., das Fahrzeug kehrt nach einem Drehausschlag um eine solche Achse (Nickbewegung) nicht mehr in seine waagerechte Mittellage zurück. Zur Stabilisierung sind bei hydropneumatischen Ausgleichsfederungen verhältnismäßig komplizierte Differenzdrucksysteme bekannt. Demgegenüber wird gemäß der Erfindung der viel einfachere Vorschlag gemacht, daß mindestens eines der das pneumatische Medium verdrängenden Glieder in bei pneumatischen Fahrzeugfederungen an sich bekannter Weise durch eine zusätzliche Federung gegen den Fahrzeugkörper abgestützt ist.

Bei Ausgleichsfederungen, bei denen das Federungsund Ausgleichssystem aus mechanischen Tragfedern und einer pneumatischen Ausgleichsverbindung besteht, die jeweils von einem Kolben beaufschlagt wird, dessen andere Seite mit der Tragfeder in Berührung steht, kann die Erfindung in einfacher Weise so verwirklicht werden, daß der Kolben durch die zusätzliche Feder gegen den Fahrzeugkörper abgestützt ist.

In konstruktiver Ausgestaltung dieses Gedankens wird weiterhin vorgeschlagen, daß der breitere Teil des Kolbens in einem vorzugsweise senkrechten Führungszylinder gleitet, wobei an dem breiteren Abschluß des Kolbens die als Schraubenfeder ausgebildete Tragfeder des Rades anliegt, und zwischen dem dem pneumatischen Zylinder benachbarten Abschluß des Führungszylinders und dem Bund des Kolbens an der Übergangsstelle zwischen dem kleineren und dem größeren Kolbendurchmesser eine weitere, zur Stabilisierung für die Ausgleichsfederung dienende Schraubenfeder angeordnet ist.

Bei Ausgleichsfederungen, bei denen jedem der durch die Ausgleichsfederung verbundenen Räder bzw. Achsen ein pneumatisches Polster zugeordnet ist, kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung die Anordnung so getroffen sein, daß die zusätzliche, vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildete Feder innerhalb des als pneumatisches Polster dienenden Zylinders, Balges od. dgl. angeordnet ist. Diese in raumsparender Weise angeordneten zusätzlichen Federn geben dem System einerseits die notwendige Stabilisierung und andererseits wirken sie als Notfedern, auf denen das Fahrzeug sich abstützt, falls die pneumatische Anlage einmal versagen sollte bzw. in den Fällen, wo bei stehendem Motor und somit auch

Ausgleichsfederung für Fahrzeuge,

insbesondere Kraftfahrzeuge

mit Einzelradaufhängung

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Dr.-Ing. e. h. Dipl.-Ing. Friedrich Nallinger, Stuttgart, ist als Erfinder genannt worden

stehendem Luftkompressor die pneumatischen Polster sich infolge von Undichtheiten langsam entleeren sollten.

Eine andere Ausgestaltung des Haupterfindungsgedankens besteht darin, daß das Federungs- und Ausgleichssystem aus pneumatischen Einzelradfederungen und einer mechanischen Ausgleichseinrichtung besteht, wobei die Anordnung so gewählt sein kann, daß mindestens eine der einander zugeordneten pneumatischen· Einzelradfederungen in an sich bekannter Weise derart ausgebildet ist, daß ein in einem Druckzylinder gegen die Wirkung eines Luftpolsters sich bewegender Kolben zur Aufrechterhaltung einer unabhängig vom statischen Lastdruck möglichst gleichbleibenden Mittellage im Bereiche dieser Mittellage die in den Zylinder ständig nachströmende, das Luftpolster auffüllende und wieder abströmende Druckluft, deren Höchstdruck mindestens so hoch wie der höchste auftretende Lastdruck bemessen ist, derart steuert, daß der Druck des Luftpolsters bei sich erhöhendem Last druck so lange erhöht bzw. bei sich erniedrigendem Lastdruck so lange erniedrigt wird, bis der Kolben seine Mittellage im wesentlichen wieder erreicht hat. Auf diese Weise wird die erfindungsgemäße Ausgleichsfederung mit einer Einregulierung auf eine stets gleiche Höhenlage des Rahmens gegenüber der Fahrbahn trotz wechselnder Belastungen vorteilhaft verbunden.

Im einzelnen wird hierzu noch vorgeschlagen, daß die mechanische Ausgleichseinrichtung aus einem an sich bekannten, im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Stab, vorzugsweise Torsions¹ stab, besteht, der über zwei an seinen Enden angebrachte und im wesentlichen entgegengesetzt gerich-

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tete Arme mit je einem Kolben in Verbindung steht, der von dem pneumatischen Druck der jeweiligen Einzelradfederung beaufschlagt ist. Eine derartige Ausgleichseinrichtung benötigt auch in ihrem mechanischen Teil wenig Platz. Hierbei ergibt sich eine günstige und einfache Konstruktion, wenn jedem der durch die Ausgleichsfederung verbundenen Räder ein vorzugsweise senkrechter Führungszylinder zugeordöet ist, in dem zwei Kolben gleiten, die zwischen sich das Polster der pneumatischen Federung haben und mit dem Rad bzw. mit der mechanischen Ausgleichseinrichtung in Verbindung stehen.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung sind den Ansprüchen und den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ausgleichsfederung mit mechanischen Einzelradfederungen und einer pneumatischen Ausgleichsfederung,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße vollpneumatische Ausgleichsfederung und

Fig. 3 eine Ausgleichsfederung mit pneumatischen Einzelradfederungen und einer mechanischen Ausgleichseinrichtung.

Neben den bereits angeführten Vorzügen der Erfindung ist diesen Ausführungsbeispielen wie überhaupt den meisten Verkörperungen des Erfindungsgedankens der Vorteil zu eigen, daß nicht nur Einzelradfederungen vorhanden sind, sondern auch der Ausgleich in sich nochmals eine Federung darstellt. Auf diese Weise sind zwei bzw. drei Federungen hintereinandergeschaltet, wodurch sich eine besonders gute Abstimmung durch Kombination der speziellen Eigenschaften der einzelnen Federungen erzielen läßt.

In Fig. 1 ist mit 10 der Rahmen eines Fahrzeugs bezeichnet, an dem senkrechte Führungszylinder 11 und 11' sowie ebenfalls senkrechte pneumatische Zylinder 12 und 12' befestigt sind. In Aussparungen 13 und 13' der Zylinder 11 und 11' können die Radachsen 14 und 14' gleiten. In den Zylindern 11 bzw. 11' und 12 bzw. 12' gleitet ein stufenförmig ausgebildeter Kolben 15 bzw. 15'. In den Zylindern 11 bzw. 11' bewegt sich ferner ein mit den Achsen 14 bzw. 14' verbundener Kolben 16 bzw. 16'. Zwischen den beiden Kolben 15 bzw. 15' und 16 bzw. 16' befindet sich die Schraubenfeder 17 bzw. 17'. Die pneumatischen Zylinder 12 und 12' sind über die Ausgleichsleitung 18 miteinander verbunden. Mindestens an einer Radfederung ist zwischen der bundartigen Verbreiterung 19 des Kolbens 15' und der inneren Querwand 20 des Zylinders 11' eine weitere Feder 21 angebracht.

Beim Durchfedern der Halbachse 14 wird die Feder 17 zusammengedrückt und der Kolben 15 nach oben verschoben. Das pneumatische Mittel wird vom Zylinder 12 durch die Leitung 18 in den Zylinder 12' verdrängt. Der Kolben 15' geht also nach unten, drückt die Feder 17 zusammen und bewegt somit die Achse 14' nach unten. Praktisch wirkt sich dies natürlich so aus, daß der Rahmen an dieser Stelle gegenüber der Fahrbahn gehoben wird. Die Feder 21 sorgt dafür, daß stets wieder einem Beharrungszustand zugesteuert wird, bei dem der Rahmen 10 parallel zur Fahrbahn liegt.

In Fig. 2 sind die Federn 17 und 17' der Fig. 1 durch pneumatische Federn· 22 und 22' ersetzt, während die Funktion der Stabilisierungsfeder 21 von Fig.' 1 durch die beiden Federn 23 and 23' übernommen wird. Obwohl zur Stabilisierung an sich eine einzige Feder 23 genügen würde, sind doch zwei Federn angeordnet, damit beim Versagen der pneumatischen Anlage bzw. bei der Entleerung infolge längeren Stillstands der Rahmen sich wenigstens auf den Federn 23 und 23' abstützen kann. Die Wirkungsweise dieser Federung ist genau entsprechend derjenigen von Fig. 1.

Bei der Anlage nach Fig. 3 ist mit der Achse 24 ein Kolben 25 und mit der Achse 24' ein Kolben 25' verbunden. Die Kolben 25 und 25' gleiten in rahmenfesten Zylindern 28 bzw. 28'. In diesen Zylindern gleiten weitere Kolben 29 und 29', die mit Übertragungsstangen 30 und 30' verbunden sind. Ein Torsionsstab 31, der in am Rahmen festen Lagerböcken 32 und 32' frei drehbar gelagert ist und in der Zeichnung mit einer leichten Schräge gegenüber der Fahrtrichtung von links hinten nach rechts vorn verläuft, trägt an seinen Enden fest aufgekeilt zwei in entgegengesetzter Richtung verlaufende Hebel 33 und 33', die mit ihren Enden auf den Übertragungsstangen, 30 bzw. 30' aufliegen. Eine Druckluftleitung 34, die durch ein federbelastetes Kugelrückschlagventil 35 abgesperrt wird, steht durch die öffnung 36 mit dem Innenraum des Zylinders 28 in Verbindung. Eine öffnung 37 verbindet diesen Innenraum mit der Außenluft. Zwischen der Achse 24' und dem Rahmen ist eine Stabilisierungsfeder 38 angeordnet.

Abgesehen von der Druckluftzu- und -abführung 34 bis 37 arbeitet dieses Ausgleichssystem analog den Systemen der Fig. 1 und 2. Beim Hochgehen der Halbachse 24 wird die Luft zwischen den Kolben 25 und 29 komprimiert, die Übertragungsstange 30 bewegt den Hebel 33 nach oben, der Hebel 33' geht unter Verwindung des Torsionsstabs 31 nach unten und drückt den Kolben 29' und somit auch 25' nach unten, wodurch er auch die Achse 24' nach unten zu bewegen sucht. Genau wie bei den anderen Ausführungsbeispielen wirkt sich dies in einer Hebung des Rahmens an der betreffenden Stelle aus.

Damit der Rahmen bei wechselnder Belastung stets die gleiche Höhenlage über der Fahrbahn behält, wird über die Leitung 34 hochkomprimierte Druckluft in den Raum zwischen den Kolben 25 und 29 eingelassen. Diese Luft kann über die öffnung 37 entweichen. Dabei wird die obere Kante des Kolbens 25 diese öffnung stets selbsttätig gerade so weit verschließen, daß der zur Lastaufnahme nötige Druck in dem Zylinderraum 28 herrscht. Gegebenenfalls kann ein gleiches Druckluftzu- und -abführungssystem auch beim Zylinder 28' vorgesehen sein. Ebenso ist eine Anwendung bei einem vollpneumatischen Federungs- und Ausgleichssystem von Vorteil.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

Patentansprüche:

1. Ausgleichsfederung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge mit Einzelradaufhängung, bei der in dem Federungs- und Ausgleichssystem zwischen den einander zugeordneten Rädern bzw. Achsen mindestens teilweise ein pneumatisches Medium verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der das pneumatische Medium verdrängenden Glieder in bei pneumatischen Fahrzeugfederungen an sich bekannter Weise durch eine zusätzliche Federung (21, 23, 38) gegen den Fahrzeugkörper abgestützt ist.

2. Ausgleichsfederung, bei der das Federungsund Ausgleichssystem aus mechanischen Tragfedern und einer pneumatischen Ausgleichsverbindung besteht, die jeweils von einem Kolben beaufschlagt wird, dessen andere Seite mit der Trag-

feder in Berührung steht, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (15') in bei pneumatischen Fahrzeugfederungen an sich bekannter Weise durch eine zusätzliche Feder (21) gegen, den Fahrzeugkörper abgestützt ist.

3. Ausgleichsfederung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der breitere Teil des stufenförmig ausgebildeten Kolbens (15, 15') in einem vorzugsweise senkrechten Führungszylinder (11,11') gleitet, wobei an dem breiteren Abschluß des Kolbens die als Schraubenfeder (17,17') ausgebildete Tragfeder des Rades anliegt, und zwischen dem dem pneumatischen Zylinder benachbarten Abschluß (20) des Führungszylinders und dem Bund (19) des Kolbens (15') an der Übergangsstelle zwischen dem kleineren und dem größeren Kolbendurchmesser eine weitere, zur Stabilisierung für die Ausgleichsfederung dienende Schraubenfeder (21) angeordnet ist.

4. Ausgleichsfederung, bei der jedem der durch die Ausgleichsfederung verbundenen Räder bzw. Achsen ein pneumatisches Polster zugeordnet ist, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche, vorzugsweise als Schraubenfeder (23) ausgebildete Feder innerhalb des als pneumatisches Polster dienenden Zylinders, Balges od. dgl. angeordnet ist.

5. Ausgleichsfederung, insbesondere nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federungs- und Ausgleichssystem aus pneumatischen Tragfedern und einer mechanischen Ausgleichsverbindung (31) besteht.

6. Ausgleichsfederung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der einander zugeordneten pneumatischen Tragfedern in an sich bekannter Weise derart ausgebildet ist, daß ein in einem Druckzylinder (28) gegen die Wirkung eines Luftpolsters sich bewegender Kolben (25) zur Aufrechterhaltung einer unabhängig vom statischen Lastdruck möglichst gleichbleibenden Mittellage im Bereiche dieser Mittellage die in den Zylinder (28) ständig nachströmende, das Luftpolster auffüllende und wieder abströmende Druckluft, deren Höchstdruck mindestens so hoch wie der höchste auftretende Lastdruck bemessen ist, derart steuert, daß der Druck des Luftpolsters bei sich erhöhendem Lastdruck so lange erhöht bzw. bei sich erniedrigendem Lastdruck so lange erniedrigt wird, bis der Kolben (25) seine Mittellage im wesentlichen wieder erreicht hat.

7. Ausgleichsfederung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Ausgleichsverbindung aus einem an sich bekannten, im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Stab (31), vorzugsweise Torsionsstab, besteht, der über zwei an seinen Enden angebrachte und im wesentlichen entgegengesetzt gerichtete Arme (33, 33') mit je einem Kolben (29, 29') in Verbindung steht, der von dem pneumatischen Druck der jeweiligen Einzelradfederung beaufschlagt ist.

8. Ausgleichsfederung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der durch die Ausgleichsfederung verbundenen Räder ein vorzugsweise senkrechter Führungszylinder (28, 28') zugeordnet ist, in dem zwei Kolben (25, 29,25', 29') gleiten, die zwischen sich das Polster der pneumatischen Federung haben und mit dem Rad bzw. mit der mechanischen Ausgleichseinrichtung in Verbindung stehen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 662 850, 804 513;
schweizerische Patentschrift Nr. 296 874.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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