DE909404C

DE909404C - Lastabhaengig sich regelnde Federung

Info

Publication number: DE909404C
Application number: DED12655A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gustav-Adolf Gaebler
Original assignee: GUSTAV ADOLF GAEBLER DR ING
Current assignee: GUSTAV ADOLF GAEBLER DR ING
Priority date: 1952-07-04
Filing date: 1952-07-05
Publication date: 1954-04-15

Description

AUSGEGEBEN AM 15. APRIL 1954

D 12655 XII1

Es sind Federsysteme verschiedenster Konstruktionen bekannt, bei denen die auf ein Fahrzeug aufgebrachte Nutzlast mit Hilfe von Einstellvorrichtungen selbsttätig als progressive Federcharakteristik durch unterstützende Federn oder durch Veränderung der Federvorspannung od. dgl. aufgenommen wird, so daß bei geringem Fahrzeugeigengewicht und großen Nutzlasten die Federungen, ohne überbeansprucht zu werden, dem Fahrzeuggesamtgewicht möglichst angepaßt sind.

In letzter Zeit gewinnen Federsysteme, die mit Luft oder Gasen arbeiten, an Bedeutung. Es werden solche Federsysteme entwickelt, bei denen der variable Nutzlastanteil durch Veränderung der Gasfüllung oder auch durch Verringerung des Gasvolumens ausgeglichen werden kann.

Darüber hinaus besteht aber bei solchen Federungen erfindungsgemäß die Möglichkeit, den Druck des durch das System gegebenen, für die Federung verwendeten Gasvolumens durch Temperaturänderung zu variieren. Die Temperaturerhöhung des Gasvolumens kann auf verschiedene Weise, am einfachsten jedoch mit Hilfe von elektrischen Heizaggregaten nach Art der Heizplatten oder Tauchsieder erreicht werden, wobei das Ein- und Ausschalten der Heizvorrichtung von der lastabhängigen Durchfederung des Federsystems abhängig gemacht werden kann.

Die Arbeitsweise ist folgende: Ein abgeschlossener, für die Federung vorgesehener, unter Luft- oder Gasdruck stehender Hohlraum, der zur Aufnahme des federnden Gasvolumens im Innern auch durch Membranen oder aus hochfesten Kunststoff blasen, Ballone, dargestellt werden kann, ist mit einem elektrischen Heizgerät ausgestattet. Wird das Fahrzeug beladen, so wird sich die Luftfederung oder das Gesamtfeder-

system, das aus einer Metallfeder und Gasfeder bestehen kann, entsprechend mehr durchsetzen. Damit wird eine Temperatureinstellvorrichtung auf eine Heizleistung eingestellt, die so lange das federnde Gasvolumen aufheizt, bis der mittlere, durch die Aufheizung gesteigerte Gasdruck über einen druckabhängigen Schalter den Heizstrom so lange unterbricht, bis durch die Abkühlung des Systems der Gasdruck so weit gefallen ist, daß die Federung zu

ίο weich geworden ist und wieder nachgeheizt werden muß. Die Einstellung der jeweiligen Ein- und Ausschaltdrücke geschieht zweckmäßig während des Stillstandes des Fahrzeuges selbsttätig durch kurzzeitige, pneumatisch oder elektrisch betätigte Freigabe der im Betrieb sonst verriegelten lastabhängigen Einstellvorrichtung.

Eine andere Regelung ist auch dadurch möglich, daß die Federung im Betriebe sieh den maximalen Durchbiegungen entsprechend stetig selbst reguliert, etwa derart, daß bei Durchfederung über ein zulässiges Maß hinaus jedesmal ein Zeitschalter eingeschaltet wird, der für eine bestimmte Zeit, die z. B. zwischen 10 und 60 Sekunden liegen kann, den Heizstrom einschaltet und so das Gaskissen aufheizt, bis bei starker Durchfederung durch den nächsten Kontakt der nächste Heizimpuls gegeben wird.

Daß eine solche selbsttätig sich regelnde Gasfederung mit verhältnismäßig geringen Heizleistungen, die durch eine Isolierung der Federsysteme noch verringert werden können, der Belastung angeglichen werden kann, ist nachstehender Rechnung als Beispiel zu entnehmen.

Ein Federsystem von 20 cm Durchmesser und 30 cm Gesamthöhe mit 5 at Normaldruck nimmt ein Gasvolumen von ~ 50 1 auf. Bekanntlich verhalten sich die Drücke vollkommener Gase wie ihre absoluten

PT
Temperaturen, also -—L = -—- . Wird P₁ = 5 ata,

T₁ = 27 + 273 = 300⁰ C und T₂ = 77 + 273 = 350⁰

angenommen, so ergibt sich hieraus P₂ — 5 X ——

300

^- 6 ata.

Demnach ist zu erkennen, daß bei Luft als Gaspolster, wie hier angenommen, durch eine Temperatursteigerung um 50⁰ C eine Drucksteigerung von etwa 2o°/₀ und damit auch eine erhöhte Lastaufnahmefähigkeit um ~ 20 ⁰Z₀ gegeben ist. Eine Temperatursteigerung um ~- ioo^c C ergibt hiernach eine um ~ 40 ⁰Z₀ stärkere Feder. Diese reicht aus, um eine große Nutzlastdifferenz auszugleichen. Die Steigerung der Tragfähigkeit solcher Gaspolster ist also nur abhängig vom Temperaturverhältnis und unabhängig von den zur Füllung verwendeten Drücken.

Auch die zum Aufheizen erforderlichen Wärmemengen bzw. Energie sind gering, wie nachfolgende Rechnung zeigt.

Die spezifische Wärme beispielsweise für Luft

zwischen ο und ioo° C ist ~ 0,24 .Das spezifische Gewicht der Luft vom Normalzustand ist — 1,29 kg/m³.

Aus dem vorher ermittelten Luftinhalt des Federtopfes von 50 1 und den angenommenen 5 ata ergibt sich nun für eine Temperatursteigerung um 50⁰ C die aufzunehmende Wärmemenge von 0,05 X 50 X 0,24 χ 1,29 — 0,8 kcal. Da 1 kWh = 860 kcal gesetzt werden kann, würde also bei verlustloser Heizung das einmalige Aufheizen eines Federtopfes mit den vorbeschriebenen Abmessungen auf eine um °/₀ höhere Tragfähigkeit nur ¹Z₁₀₀₀ kWh benötigen. Diese Leistung kann jede elektrische Nebenanlage von Fahrzeugen auch während des Betriebes häufiger aufbringen.

Man kann auch die Linearausdehnung fester Körper oder auch die Volumenausdehnung von Flüssigkeiten infolge Erwärmung nutzbar machen, um die Vorspannung von Federsystemen zu verändern.

Claims

Patentansprüche:

1. Lastabhängig sich regelnde Federung, dadurch gekennzeichnet, daß durch Temperaturänderung eines als Feder wirkenden oder auf das Federsystem wirkenden Mediums das Diagramm der Federung veränderbar ist.

2. Lastabhängig sich regelnde Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragfähigkeit des Federsystems durch Aufheizen bzw. Abkühlen einer Gasfederung veränderbar ist, die bei gleichem Volumen einen von der Gastemperatur abhängigen Gasdruck aufweist.

3. Lastabhängig sich regelnde Federung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium elektrisch aufheizbar ist.

4. Lastabhängig sich regelnde Federung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Heizstrom durch vom Federsystem druckabhängige Schaltelemente an- und abschaltbar ist.

5. Lastabhängig sich regelnde Federung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung abhängig von der Durchfederung an- bzw. abschaltbar ist.

6. Lastabhängig sich regelnde Federung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Heizleistung das System gegen Abkühlung wärmeisoliert ist.

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