DE1033049B

DE1033049B - Luftfeder

Info

Publication number: DE1033049B
Application number: DEL26298A
Authority: DE
Inventors: H Ernst Kniepkamp
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Priority date: 1956-11-27
Filing date: 1956-11-27
Publication date: 1958-06-26

Description

Luftfeder Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftfeder, die mit einem Flüssigkeitsstoßdämpfer vereinigt ist und bei der der Luftraum der Luftkammer von dem Flüssigkeitsraum durch einen Balg getrennt ist. Bei solchen Luftfedern ist bereits vorgeschlagen worden. Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum durch einen Kolben zu verdrängen und, um eine derartige Luftfeder auch an die Schwere des Fahrzeuges und an die jeweiligen Bodenverhältnisse und die abzufedernden Lasten anzupassen, durch Verändern des Flüssigkeitsvolumens die Federkurve nach Größe des Federweges und der Steilheit ihres Verlaufs veränderlich zu gestalten.
Mit einer derartig ausgebildeten Federanordnung können schwerste Fahrzeuge auf ebenen Fahrbahnen diese mit geringen Federwegen und weich überfahren, während bei Fahrten über starke Bodenunebenheiten ein großer Federweg erzielt werden kann, wobei das Astende der Federkurve den gewünschten steilen Anstieg erhält.
Derartige Luftfedern mit veränderlichem Flüssigkeitsvolumen sind jedoch in ihrem Aufbau sehr aufwendig und kompliziert, so daß sie trotz ihrer Vorteile in die mittlere und kleinere Wagenklasse keinen Eingang finden können. Deshalb hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, den Aufbau derartiger Federungen zu vereinfachen und ihnen einen äußerst raumsparenden, gedrängten Aufbau zu geben, der eine Verwendung diesar vorteilhaften Federungsart auf breiterer Basis möglich macht.
Das wesentliche Kennzeichen. der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, daß ein fest am Fahrgestell angeordneter Arm mit dem Stoßdämpferkolben in Wirkverbindung steht, während dessen zylindrische Führung mit dem die Luft- und Flüssigkeitska.rnmer bildenden Teil ein Gehäuse bilden, das um den Befestigungspunkt des Armes schwenkbar gelagert ist. Wesentlich ist für das zu erreichende Ziel ein gut arbeitender Balg zwischen Luft- und Flüssigkeitskammer bezüglich Belastbarkeit, Haltbarkeit und Biegsamkeit. Dies wird bei der Erfindung dadurch erreicht, daß der Balg aus dem elastischen Kunststoff Polyurethan höchster Festigkeit hergestellt ist.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das den Flüssigkeitsraum und die Luftkammer aufnehmende und Schwenkbewegungen ausübende Gehäuse zugleich den Zapfen zum Lagern des Laufrades bzw. bei Anwendung der Erfindung an Kettenfahrzeugen das auf der Kette sich führende Rad trägt. Hierin liegt ein ganz beachtlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion. Das ganze, den Federungsmechanismus aufnehmende Gehäuse dient somit zugleich als Radschwinge, so daß sich gegenüber den bekannten Konstruktionen die Anordnung der sonst üblichen Radschwinge: einsparen läßt.
Die Erfindung umfaßt noch eine Reihe weiterer Merkmale, die später näher beschrieben sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 die Seitenansicht einer Feder im Schnitt, Abb. 2 die Oberansicht einer Einzelheit.
Nach den Abb. 1 und 2 ist beispielsweise am Fahrgestellrahmen eines nicht dargestellten Lastkraftwagens ein Arm 1 befestigt, auf dem ein Gehäuse 2 in Bildebene drehbar gelagert ist. Das Gehäuse 2 enthält einen Zylinder 3, an den ein zylinderkopfartiger Teil 4 angeschraubt ist, der - wie in Abb. 2 dargestellt - einen Zapfen 5 trägt, auf den ein Rad gesteckt ist. Der Arm 1 endet als halbkugelförmiges Lager 6, auf dem sich ein Stößel 7 abstützt, der einen sich im Zylinder 3 führenden Kolben 8 betätigt. Zwischen dem zylinderkopfartigen Teil 4 und dem Zylinder 3 ist ein elastischer Balg 9 eingespannt, der aus Polyurethan besteht und in seinem Endflansch durch eine Metalleinlage 10 verstärkt ist. Im Raum 11 des Kopfes 4 befindet sich Luft oder ein anderes gasförmiges Mittel, wie Stickstoff, wobei ein Ventil 12 zum Auffüllen oder Nachfüllen dient. Über dem Kolben 8 und im Innenraum des Balges 9 ist der Raum mit einer Stoßdämpferflüssigkeit üblicher Art gefüllt. Zwichen dem Innenraum des Balges 9 und dem vor dem Kolben 8 liegenden Raum 13 befinden sich eine Zwischenwand 14 und ein Doppelventileinsatz 15, wobei die Zwischenwand. 14 Durchflußlöcher 16 aufweist. Der Doppelventileinsatz 15 trägt eine äußere Ringventildichtung 17, die durch eine Feder 18 belastet ist, und als Öldurchlaß dienen die unter der Dichtung 17 liegenden Löcher 19. Ein zweites, mittleres, federbelastetes Ventil 20 verschließt einen entsprechend großen Durchlaß und ist durch eine Feder 21 belastet sowie mit einer kleinen unverschlossenen Bohrung 22 versehen. Vom Raum 13 ist ein Kanal 23 abgezweigt, der zu einem Ventil 24 führt. Das Ventil 24 ist durch eine Feder 25 belastet und verschließt einen Durchlaß 26, der in einen Ringkammerabschnitt 27 führt. Die Ringkammer 27 ist durch einen elastischen Balg 28 gegen den zylindrischen Umfang des Armes 1 abgedichtet. Von der Kammer 27 führt eine Leitung 30 zu einem Ölbehälter, an den eine nicht dargestellte Pumpe angeschlossen ist.
Die Feder arbeitet wie folgt: In Abb. 1 ist die Feder in belasteter Stellung gezeigt. Bei Entlastung, z. B. nach Überfahren, einer Bodenwelle, drückt das in der Kammer 11 komprimierte Gas auf den Balg 9, von dem aus die Stoßdämpferflüssigkeit über die Durchlässe 16 und das Ventil 20 in den Raum 13 überfließt, wobei durch die Enge des Durchlasses die stoßdämpfende Wirkung erreicht wird. Der Zylinder 3 verschiebt sich gegenüber dem Kolben 8 um einen der Entlastung entsprechenden Weg, wobei Stoßdämpferöl jedoch nur den Raum 13 auffüllt, aber durch das Ventil 24 keinen Durchlaß zur Kammer 28 erhält. Beim Belasten verschiebt sich der Kolben 8 in die gezeigte Stellung, und umgekehrt wird wieder Flüssigkeit der Kammer 13 über das große Ventil 16 in den Raum des Balges 9 gedrückt, der sich federnd auf dem Luftkissen abstützt. Durch die Größe des Hebelarmes 1 wird auch für schwerste Fahrzeuge ein großer Federweg mit steilem Endanstieg der Federkurve erreicht, wobei der Federweg 300 mm und mehr betragen kann, und ein Druck zwischen 50 und 170 atü zur Anwendung kommt. Dieser große Federweg kommt bei Fahrten über unwegsames Gelände in Anwendung, indem mit großer Flüssigkeitsmenge gearbeitet wird, während bei Fahrten über glatte Straßen, Autobahn u. dgl., das Fahrzeug abgesenkt werden kann und kleine Federwege entstehen, mit flacher Federkurve. Dies geschieht, indem das Ventil 25 geöffnet wird und Flüssigkeit über die Kammer 28 in den Vorratsbehälter tritt, an den die Pumpe angeschlossen ist. Soll das Fahrzeug wieder gehoben werden bzw. sich die Fahrt über unwegsames Gelände fortsetzen, so wird mittels dieser Pumpe über die Kammer 28 Ö1 in den Raum 13 rückgeführt und der alte Zustand wiederhergestellt. In dem Ventil 20 dient der kleine Durchlaß 22 dazu geringe Schwankungen auszugleichen, ohne daß die Luftfeder in. Tätigkeit zu treten braucht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Luftfeder in Verbindung mit einem Flüssigkeitsstoßdämpfer, bei dem eine Luftkammer von einem Flüssigkeitsraum durch einen elastischen Balg getrennt ist und durch Verändern des Flüssigkeitsvolumens mittels einer Pumpe die Federkurve nach Größe des Federweges und der Steilheit ihres Verlaufes veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein fest am Fahrgestell angeordneter Arm (1) mit dem Stoßdämpferkolben (8) in Wirkverbindung steht, während dessen zylindrische Führung (3) mit dem die Luft- und: Flüssigkeitskammer bildenden Teil (4) ein Gehäuse bilden, das um den Befestigungspunkt des Armes (1) schwenkbar gelagert ist.
2. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trennmantel für den Gas- oder Luftraum vom Flüssigkeitsraum ein aus elastischem Polyurethan hergestellter Balg (9) dient.
3. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2, 3, 4) den Radzapfen (5) trägt.
4. Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsraum (13) oberhalb des Kolbens. (8) und eine an den Ölvorratsbehälter angeschlossene Kammer (27) durch ein. Ventil (24) getrennt sind. In Betracht gezogene Druckschriften Zeitschrift »Das Auto - Motor und Sport«, 1955, Heft 22, S. 11 und 12; Zeitschrift »The Motor«, 29. B. 56, S. 160 und 161; Zeitschrift »Motor-Rundschau«, 1956, Heft 21, S.788: