-
Abfederung für Fahrzeuge, insbesondere Vorderradfederung für Krafträder
Die Erlindung Bezieht sich auf Allfederungen für Fahrzeuge, insbesondere auf Vorderradfederungen
an Krafträdern, mit in einem Rolir zwischen einem Widerlager und einem verschiebbaren
Kolben oder Plunger angeordneter Säule aus Guintni oder einem ähnlichen elastisch
verformbaren Stoff. Eine solche Federung zeichnet sich bei großer baulicher Einfachheit
und geringem Gewicht durch ein großes spezifisches Arbeitsvermögen und eine leervorragende
Dämpfung aus. Diese Eigenschaften machen sich insbesondere bei schweren Stößen,
wie sie z. 11. durch Schlaglöcher hervorgerufen werden, sehr vorteilhaft bemerkbar.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Federung in ihrem Anfangsbereich noch nicht
voll befriedigt, und zwar wurde gefunden, daß sie wegen ihrer großen Dämpfung und
Energievernichtung auf schnell aufeinanderfolgende Stöße, wie sie gerade im Anfangsbereich
der Fede-.-1111g auftreten (rasche Folge kleiner Stöße), nicht in ge«-iiusclitein
Maße anspricht. Der Grund liegt augenscheinlich darin,. daß die Entspannungs- oder
Hingangskurve in einem verhältnismäßig weiten Abstand von der Spannungs- oder Rückgangskurve
verläuft, so daß dann, wenn der nächste kleine Stoß schon auftritt, bevor die Gummisäule
voll ausgefedert hat, ein senkrechter Kraftanstieg von der l-,'iickgangs- zur Hingangskurve
stattfinden muß.
-
Die Erfindung beseitigt diesen Mangel dadurch, daß zwischen dein im
Rohr verschiebbaren Kolben und der Gummis<itile eine metallische Druckfeder,
z. B. eine Schraubenfeder, eingeschaltet ist und daß der Kolben einen nach einem
Teilhub desselben auf die Gummisäule sich aufsetzenden Ansatz trägt. Durch diese
neue Ausbildung wird zunächst erreicht, daß die kleineren Stöße nicht mehr von der
Gtinimisäulcnfeder allein, sondern zugleich von der
metallische»
Feder aufgenommen «-erden, wobei @leshalli, weil die beiden Federn hiiitereiiiaiiclergeschaltet
werden, jede um einen Teil des Federweges zusammengedrückt wird. Die Federung wird
dadurch in ihrem Anfangsbereich weicher und elastischer, und es wird ein schnelleres
Abklingen der kleineren Stöße erzielt. Insbesondere wird die Entspannungskurve im
Anfangsbereich der Federung näher an die Spannungskurve herangedrückt mit der Folge,
daß auch schnell aufeinanderfolgende Stöße elastisch aufgefangen xverden. Dabei
besteht gegenüber der schon bekannten alleinigen:\nwendung einer Metallfeder für
den Anfangsbereich der Vorteil daß durch die Mitwirkung der Gummisäule auch bei
den kleineren Stößen noch eine Dämpfung eintritt, wenn auch in einem kleineren Ausmaß
als bei alleiniger Anwendung einer Gummisäule. Auf der anderen Seite wird durch
die neue Ausbildung erreicht, daß der im Rohr verschiebbare Kolben nach einem Teilhuf>
unmittelbar auf die Gummisäule drückt, so daß die Metallfeder ausgeschaltet ist
und stärkere Stöße, etwa solche, wie sie bei Sclilaglöcliern auftreten, allein von
der Gummisäule aufgenommen werden, so daß deren Dämpfung und spezifisches Arbeitsvermögen
für die Vernichtung der Energie stärkerer Stöße voll ausgenutzt Werden.
-
Für die Hinterräder von Krafträdern ist bereits eine :\lifederung
bekannt, die eineMetallfeder, z. B. eine Spiralfeder und eine Feder aus elastisch
verformbarem Stoff, wie Gummi, aufweist. Bei dieser bekannten Federung ist die Anordnung
aber so, <lal5 die leichteren Stöße allein von der Metallfeder aufgenommen \verden,
wohingegen bei den schweren St@>Licn die Metallfeder und die Gummifeder genieiiisam
belastet werden, indem sie dann parallel :;e>clialtet sind. Ferner ist es bei Abfederungen
für das Hinterrad von Krafträdern bekannt, zwei metallische Schraubenfedern so anzuordnen,
daß ein verschiebharerKolben o. dgl. imAnfangsbereich der Federung nur eine der
beiden Federn belastet, wahrend er sich nach einem Teilbub auch auf die z\xeite
Feder aufsetzt, so daß bei stärkeren Stößen die beiden nun parallel geschalteten
Federn gleichzeitig zusammengedrückt werden. Demgegenüber zeigt der Erfindungsgegenstand
den wesentlichen Unterschied, daß im Anfangsbereich der Federung zwei hintereinandergeschaltete,
unterschiedliche Federn, nämlich eine Gummisäule und eine Metallfeder, wirksam sind,
während nach Zurücklegung eines Teiles des Federweges die Metallfeder ausgeschaltet
wird und nun allein noch die Gttmmisäulenfeder wirksam ist.
-
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Längsschnitt.
-
Dem Beispiel ist eine in die Vorderradgabel eines Kraftrades eingebaute
Federung zugrunde gelegt., Die Schenkel der Gabel bestehen, wie an sich bekannt,
je aus zwei teleskopartig ineinander geführten Rohren i und 2 wobei sowohl die Außen-
oder Oberrohre als auch die Innen- oder Unterrohre durch Brücken starr miteinander
verbunden sind. Die Oberrohre i tragen oben den Lenker, während die L.'nterrolire
2 je all ihren) unteren Ende ein,2ii geschlitzten Halter 3 für die Vorradachse haben.
Da die beiden in den Gabelschenkeln untergebrachten Federungen miteinander übereinstinnnen,
soll der Einfachheit halber nur eine solche Federung im einzelnen beschrieben «-erden.
-
Das Unterrohr 2 entli;ilt in der Nähe seine unteren Endes eine feste
Querwand 4, die als Widerlager für eine Säule 5 aus Guninii, und z«:iivorzugsweise
synthetischem Kautschuk, oder einem ähnlichen elastisch verforinhareii Werkstoff
dicht. Die Säule 5 ist iin Rohr ? finit Hilfe von in Abständen angeordneten metallischen
Eingen 6 geführt. Die Ringe 6 sind in die Säule eingebettet und haben eine verhältnismäßig
weite Ofnting, durch welche hindurch die ztt ischeti den Ringen liegenden Abschnitte
der Säule miteinander in Verbindung stehen, so daß letztere einen durchgelicnden
Körper aus Gummi o. dgl. bildet. :\in unteren Ende hat sie eine metallische Fußsclicil>e
j und eine Schraube S, mit der sie am Widerlager -4 befestigt ist. Das obere Säulenende
kann eine Führungsscheibe oder, wie im Beispiel gezeigt, eine Fi;lirtin:;sliiiclise
g tragen. Oberhalb der Gummisäule ist im 1'nterrohr 2 ein Kolben io geführt, der
von edier Stange i i getragen wird. Diese greift von ollen her in Blas Rohr 2 ein
und ist mit ihrem oberen Ende an einer festen Querwand 12 des Oberrohres i und/oder
einer oberen Verbindungsbrücke 13 der Oberrohre der beiden Gabelschenkel befestigt.
Zwischen dein Kolben io und der Gutninisäule 5 ist eine schraubenförmige Druckfeder
14 aus Metall eingeschaltet, die sich finit ihrem einen 1?iide am Kolben und mit
ihrem anderen Ende an der Stiriifl'iclie der Säule abstützt. An seiner unteren Stirnseite
hat der Kolben io einen von einer Verlängerung der Kolbenstange gebildeten Fortsatz
i 5. der sich nach einem Teilhub des Kolbens auf das obere I?ncle der Säule 5 aufsetzt.
-
Über dein Kolben io ist am Rohr 2 eine zweite schraubenförmige Druckfeder
i6 aus Metall angeordnet, die sich einerseits am Kolben, anderseits an einem oben
am Unterrohr festen \\'iderlager 1 7 abstützt, das von einem im oberen Rohrende
befestigten Innenflansch oder Ding gebildet sein kann. Die zweite Schraubenfeder
16 dient einerseits als Rückstoßfeder, anderseits hat sie die Aufgabe, die Gummisäule
5 und die dieser zugeordnete Schraubenfeder 14 zwecks Verkürzung des Federweges
vorzuspannen bzw. unter Vorspannung zu halten. Die Federn stehen also bei der in
der Zeichnung veranschaulichten Ruhe- oder Ausgangsstellung sämtlich bereits unter
Spannung, und zwar ist letztere so gewählt, daß die Gummisäule 5 und die ihr zugeordnete
Schraubenfeder 14 tun einen Betrag vorgespannt sind, der etwa dem auf einen Schenkel
der Vorderradgabel entfallenden Anteil des Gewichtes des Kraftrades und des Fahrers
entspricht.
-
Beim Auftreten von Stößen schieben sich die Unterrohre 2 der Gabelschenkel
in deren Oberrohre i hinein, was zur Folge hat, daß in jedem Gabelschenkel der Kolben
io sich in Richtung auf das i untere Widerlager 4 verschiebt. 13e) kleineren
Stöße!'
werden die Sclrr@:ul>cnfcder 14 tind die dahinter geschaltete @uminis:iulenfeder
5 gemeinsam belastet und je um einen Teil des Federweges zusammengedrückt. Es ist
also eine zwar durch die Gummisäule et;vas ged<iinpfte, aber immer noch weiche
und elastische Federung vorhanden, die auch schnell aufeinanderfolgende Stöße elastisch
aufzufangen vermag. Bei schweren Stößen wird dadurch, daß der Kolben io sich nach
einem dem Anfangsbereich der Federung entsprechenden Teilkuli mit seinem Fortsatz
1,5 auf die Gummisäule 5 aufsetzt, die Schraubenfeder 14 ausgeschaltet, so daß nunmehr
nur noch die Gummisäule ; beansprucht wird. Die vorteilhaften Eigenschaften der
von der letzteren gebildeten Feder, Nvie progressives Ansteigen des Federwiderstandes,
lohe Dämpfung und großes spezifisches Arbeitsvermögen, werden also bei den starken
Stößen voll ausgenutzt. Die Gummisäule wirkt dabei, wie aii wich bekannt, in der
Weise, daß heim Zusammendrücken derselben zun:ichst die Federwirkung ihres elastischen
Werkstoffes aasgenutzt wird. Bei Zunahme des Druckes verformen sich die zwischen
den Führungsringen 6 liegenden Abschnitte der S'iule derart, daß sie sich nach aulien
aufbauchen. Dadurch kommen sie, von der Mitte beginnend, an der lnnenwandulig des
Unterrohres 2 zur Anlage, wodurch die Federcharakteristik ini Sinne einer Steigerung
der Dämpfung becinflulit wird.
-
Der bei Rückkehr der Teile in die Ausgangsstellung auftretende hiickstoß
wird durch die über dem Kolben io angeordnete zweite Schraubenfeder 16 aufgefangen.
-
Natürlich 1>es,_liriinl:t sich die Erfindung nicht auf das dargestellte
heispiel, vielmehr sind Abänderungen desselben sowie andere Ausführungsformen und
Anwendtiligen miiglich. So könnte die ztvischen dem Kolben io und der Guiumisäule
5 eingeschaltete Feder 14 statt eine Schraubenfeder auch eine aridere metallische
Druckfeder, z. l3. eine Pufferfeder, sein. :Mich die als Riickstoßfeder @tiigeor<iliete
Schraubenfeder it, könnte durch eine andere Feder, z. 13. durch eine Pufferfeder
oder eine Gummifeder und eine dieser zugeordnete Metallfeder, ersetzt werden. Die
dargestellte räumliche Anordnung könnte umgekehrt «-erden, indem die Außenrohre
i der Gabelschenkel unten liegen und die Radachse aufnehmen, wä Brend die die Federn
enthaltenden Innenrohre 2 von oben in die Außenrohre eintauchen und oben den Lenker
tragen.