DE1164850B - Pneumatische Federungseinheit, insbesondere fuer Fahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. KI.: B 62 d

Deutsche Kl.: 63 c - 41

Nummer: 1164 850

Aktenzeichen: R 26732II / 63 c

Anmeldetag: 14. November 1959

Auslegetag: 5. März 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine pneumatische Federungseinheit, insbesondere für Fahrzeuge, mit einer Hauptfedergaskammer veränderlichen Volumens, an die Hilfsfedergaskammern angeschlossen sind, die, vom Federkolben gesteuert, zu- bzw. abschaltbar sind.

Bei der Federung insbesondere von Kraftfahrzeugen wird zur Verbesserung des Fahrkomforts die Forderung gestellt, daß die Schwingungsfrequenz der Federung sich bei den verschiedensten Belastungen und Federwegen möglichst wenig ändert. Zum Beispiel hat sich bei Fahrzeugen zur Beförderung von Personen eine Schwingungsfrequenz von ungefähr 1,3 als besonders günstig erwiesen, da dieser Wert etwa der Schwingungsfrequenz eines im Schritt gehenden Menschen entspricht, auf die sich die Haltemuskeln seiner Organe eingestellt haben. Zur Erzielung einer solchen sogenannten monochronen Federung ist es erforderlich, die Federung bei ihrer Auslenkung in ihren Schwingungseigenschaften weitgehend zu beherrschen. Ferner ist es in vielen Anwendungsfällen erwünscht, der Federung einen ganz bestimmten Verlauf der Federungseigenschaften in Abhängigkeit vom Federweg zu geben.

Nach dem Gegenstand eines älteren Patents ist es erreicht worden, die Federungseinheit in praktisch jedem Belastungsfall in ihren Federungseigenschaften genau zu beherrschen und somit eine sehr genaue Abstimmung und Beibehaltung einer gewünschten Schwingungsfrequenz zu ermöglichen. Erzielt wird dies nach dem älteren Patent dadurch, daß an die Hauptfedergaskammer zwei Gruppen von Hilfsfedergaskammern angeschlossen sind, wobei bei der der statischen Fahrzeugbelastung entsprechenden Mittelstellung des Federkolbens die erste Gruppe der Hilfsfedergaskammern mit der Hauptfedergaskammer beweglichen Volumens verbunden ist, während die zweite Gruppe von Hilfsfedergaskammern abgeschaltet ist, und daß ferner Mittel vorgesehen sind, durch die bei Verkleinern des Volumens der Hauptfedergaskammer unter das der statischen Fahrzeugbelastung entsprechende Volumen die Hilfsfedergaskammern der zweiten Gruppe nacheinander mit der Hauptfedergaskammer verbindbar sind, wobei die Hilfsfedergaskammern der ersten Gruppe mit der Hauptfedergaskammer verbunden bleiben, und durch die bei Vergrößern des Volumens der Hauptfedergaskammer über das gleiche Bezugsvolumen hinaus die Hilfsfedergaskammern der zweiten Gruppe abgeschaltet bleiben, während die Hilfsfedergaskammern der ersten Gruppe nacheinander abschaltbar sind.

Pneumatische Federungseinheit, insbesondere
für Fahrzeuge

Anmelder:

Recherches Etudes Production R. E. P., Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Kosel, Patentanwalt,

Bad Gandersheim (Harz), Braunschweiger Str. 22

Als Erfinder benannt:

Georges Boulet, Toulouse (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 15. November 1958
(Nr. 779 211)

Die Erfindung bezweckt eine weitere Ausbildung einer solchen pneumatischen Federungseinheit. Sie ist gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale: Einen Zylinder, der mit einer durch eine erste elastische Membran in zwei Kammern geteilten ersten Kammer verbunden ist; einen unter der Wirkung der Schwingungen des Fahrzeugs in dem Zylinder bewegbaren Tragkolben, wobei der Raum zwischen Tragkolben und Membran mit Flüssigkeit gefüllt ist; einen zum Zylinder koaxialen und in einer Kugelfläche endenden Rotationskörper mit einer Anzahl von die Hilfsfedergaskammern bildenden Zellen, von denen jede durch einen Durchlaß Verbindung nach außen hat, wobei die Durchlässe gestaffelt zur Rotationsachse angeordnet sind; eine den Rotationskörper abgedichtet und mit Abstand zwischen sich und dem Rotationskörper umschließende Kappe; eine auf die Kugelfläche des Rotationskörpers gespannte und den Abstandsraum in zwei Ringkammern aufteilende zweite elastische Membran; Durchlässe, die die zweite der Kammern mit der einen Ringkammer verbinden, eine Gasmasse, die die zweite Kammer, den Ringraum, die Hilfsfedergaskammern und die Durchlässe unter einem solchen Druck ausfüllt, daß bei einer der statischen Belastung des Fahrzeugs entsprechenden Bezugsstellung des Tragkolbens im Zylinder ein Teil der gestaffelt angeordneten Durchlässe durch die zweite Membran offengelassen und der andere Teil der Durchlässe zugedeckt wird.

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Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß und 17 sowie die Zellen 10 sind mit einem inerten eine besonders feinfühlige Zuschaltung der Hilfs- Gas, z. B. Stickstoff, gefüllt, dessen Masse so befedergasräume und damit eine noch feinfühligere stimmt ist, daß ihr Druck die von der Vorrichtung Schwingungsdämpfung mit entsprechend genauer Be- getragene statische Belastung ausgleicht. Der zwiherrschung der Federungseigenschaften und ent- 5 sehen der Membran 5 und der Glocke 6 liegende sprechend feiner Abstimmung und Beibehaltung der Raum, die Gesamtheit der Durchlässe 18 und der optimalen Schwingungsfrequenz für die verschiedenen Ringraum 17 bilden zusammen die Hauptfedergas-Belastungsfälle ermöglicht wird, und daß zugleich ein kammer mit veränderlichem Volumen, während die einfacher, vor allem raumsparender Aufbau der Zellen 10 die Hilfsfedergaskammern mit konstanten Federungseinheit erzielt wird. io Volumen bilden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die als Bei Verwendung bei einer Kraftfahrzeugaufhän-

Hilfsfedergaskammern dienenden Zellen entweder gung wird pro Rad eine derartige Federungseinheit

voneinander durch radiale Wände, deren Mittel- verwendet, wobei der Tragkolben 2 an der Radachse

ebenen durch die Rotationsachse gehen, oder auch und die Kappe 12 oder der Zylinderkörper 1 am

voneinander durch zur Rotationsachse senkrechte 15 aufgehängten Teil des Fahrzeugs befestigt sind. In

Wände getrennt. diesem Fall wird die Gasmasse so bestimmt, daß der

Nach einer anderen Ausführungsform der Er- Bodenabstand des Fahrzeugs unter der vorgesehenen findung sind die Durchlässe zwischen der zweiten mittleren statischen Belastung eine bestimmte Größe Kammer und dem einen der durch die zweite Mem- hat, wobei bekanntlich noch eine hydraulische Vorbran abgeteilten Ringräume mit ihren in die zweite 20 richtung vorgesehen werden kann, die den Boden-Kammer mündenden öffnungen gestaffelt in Richtung abstand unter verschiedenen statischen Belastungen der Rotationsachse angeordnet. Dadurch wird er- konstant hält. Beim Fahren kann der Bodenabstand reicht, daß diese Durchlässe nacheinander in der je nach den Fahrbahnunebenheiten nach oben und Weise geschlossen werden, daß bei besonders harten nach unten um diese Normallage schwanken. Es sei Stoßen die Federungseinheit in gewünschter Weise 25 angenommen, daß die in Fig. 1 dargestellte Stellung gegen Ende des Verdichtungshubs noch härter wird. diese Bezugsstellung sei, bei der eine gewisse Anzahl

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Zellen 10 durch die Durchlässe 11 mit der Ring-Erfindung dargestellt. Dabei zeigt kammer 17 in Verbindung steht, während die anderen

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die pneumatische Zellen 10 durch die über ihre Durchlaßöffnungen 11a

Federungseinheit nach der Linie I-I der F i g. 2, 30 gespannte Membran 13 von der Ringkammer 17 ab-

F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der gesperrt sind.

Fig. 1. Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Beim Ein-

In dem zylindrischen Hohlraum 1 ist ein Trag- drücken des Tragkolbens 2 in den Zylinder 1 verkorben 2 bewegbar. Der Zylinder 1 trägt einen kleinert die durch die Flüssigkeit vorgedrückte schalenförmigen Ansatz 3, mit dem er durch die 35 Membran 5 den Raum in der Glocke 6, die Gas-Durchlässe 4 verbunden ist. Eine auf den Umfang der druckerhöhung vergrößert aber auch das Fassungs-Schale 3 aufliegende elastische Membran 5 schließt vermögen des Ringraums 17 durch Ausdehnen der die Schale 3 dicht ab. Der Hohlraum zwischen dem elastischen Membran 13, die eine oder mehrere aufKolben 2 und der Membran 5 ist mit einer Flüssig- einanderfolgende öffnungen 11 aufdeckt und so keit, z. B. öl, gefüllt. Der Werkstoff für die Membran 40 nacheinander mehrere Zellen 10 mit dem Ringraum ist so ausgewählt, daß er von der Flüssigkeit nicht 17 in Verbindung treten läßt. Wenn der Kolben daangegriffen wird. Über der Membran 5 liegt ein gegen sich aus der Bezugsstellung in der entgegenglockenförmiger Körper 6, dessen Rand auf dem gesetzten Richtung bewegt, verformt sich die Mem-Rand der Membran aufliegt. Der Membranrand bran 5 in entgegengesetzter Richtung, der Raum in bildet eine abdichtende Verbindung zwischen der 45 der Glocke 6 wird vergrößert und der darin sowie Glocke 6 und der Schale 3. Auf der Glocke 6 sitzt als in dem Ringraum 17 herrschende Druck wird verein Rotationskörper ein kugelabschnittförmiger Hohl- ringert. Der Druckunterschied zwischen den Ringkörper 7 mit radialen Trennwänden 8, die zusammen räumen 16 und 17 drückt die Membran 13 gegen mit einem axialen Kern 9 eine Anzahl Zellen oder einen Teil der zuvor offenen öffnungen 11 an, Kammern 10 bilden, deren Volumen konstant ist und 5° während die zuvor geschlossenen öffnungen gevon denen jede durch je einen Durchlaß 11 Verbin- schlossen bleiben.

dung nach außen hat. Diese Zellen 10 dienen als Die unter der Glocke 6 mündenden Durchlässe 18

Hilfsfedergaskammern. Die Außenöffnungen der sind ebenfalls in der Höhe gestaffelt. Dadurch werden

Durchlässe 11 sind gegenüber der Symmetrieachse diese öffnungen nacheinander in der Weise geschlos-

des Hohlkörpers 7 gestaffelt. Der Hohlkörper 7 wird 55 sen, daß bei besonders harten Stoßen die Federung,

von einer Kappe 12 umschlossen, die auf dem Rand wie es wünschenswert ist, gegen Ende des Verdich-

einer elastischen Membran 13 aufliegt und diese über tungshubes härter wird.

den Hohlkörper 7 spannt. Ein gegen den Rand der Die Zellen 10 können auch auf alle möglichen Schale 3 anliegender und in den Mantel 15 der Kappe anderen Weisen in dem kugelförmigen Hohlkörper 7 12 einschraubbarer Ring 14 gewährleistet die Ab- 60 angeordnet sein, vorausgesetzt, daß sie nach dem dichtung der zwei Membranränder gegeneinander. Zu gleichen Prinzip wie zuvor nacheinander zur Wirkung beiden Seiten der elastischen Membran 13 sind über- gebracht werden. Die Zellen können z. B. durch einanderliegend zwei ringförmige Räume 16 und 17 senkrecht zur Achse des Kugelabschnitts 7 übergebildet. Durch die Durchlässe 18 steht das Innere einanderliegende Scheiben oder durch kegelstumpfder Glocke 6 mit dem Ringraum 17 in Verbindung. 6g förmige Hohlräume gebildet werden, deren Spitzen Die Durchlässe 11 sind in bezug auf die Achse des zum Mittelpunkt des Kugelabschnitts gerichtet sind. Kerns 9 gestaffelt angeordnet. Der Raum zwischen Auch der abgedichtete Zusammenbau der einzelnen der Glocke 6 und der Membran 5, die Ringräume 16 Teile kann auf andere Weise erfolgen.

Bei einer sich aus dem gleichen Prinzip ergebenden Ausführungsform der Erfindung sind die Zellen mit konstantem Volumen nicht mehr radial um eine gemeinsame Mittelachse in einer Kugel, sondern im Inneren einer Kapsel in Form von konzentrischen Kronen angeordnet, die mit Öffnungen versehen sind, von denen bestimmte, in Ruhestellung von einer Membran zugedeckte Öffnungen bei Verkleinerung des Hohlraums mit veränderlichem Volumen nacheinander aufgedeckt werden.

Statt einer durch einen erfordernden Kolben betätigten Membran könnte die gleiche Vorrichtung mit einer rein pneumatischen Aufhängung bestehen, die einen pneumatischen Balg hat, der Luft in eine Vorrichtung mit einer Membran schicken kann, die die Öffnungen eine nach der anderen aufdeckt.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen können der die Zellen mit konstantem Volumen umschließende Rotationskörper, die die Öffnungen zu- und aufdeckende elastische Membran und die sie umschließende Kappe von den Teilen der Federungseinheit getrennt sein, die das Volumen der Hauptfedergaskammer verändern. Sie können also an jeder geeigneten Stelle angeordnet und durch eine Schlauchleitung mit den Teilen verbunden sein, deren Stellung an die Stellung der Achse gebunden ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Pneumatische Federungseinheit, insbesondere für Fahrzeuge, mit einer Hauptfedergaskammer veränderlichen Volumens, an die Hilfsfedergaskammern angeschlossen sind, die, vom Federkolben gesteuert, zu- bzw. abschaltbar sind, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale: Einen Zylinder (1), der mit einer durch eine erste elastische Membran (5) in zwei Kammern geteilten ersten Kammer verbunden ist; einen unter der Wirkung der Schwingungen des Fahrzeugs in dem Zylinder bewegbaren Tragkolben (2), wobei der Raum zwischen Tragkolben und Membran mit Flüssigkeit gefüllt ist; einen zum Zylinder koaxialen und in einer Kugelfläche endenden Rotationskörper (7) mit einer Anzahl von die Hilfsfedergaskammern bildenden Zellen (10), von denen jede durch einen Durchlaß (11) Verbindung nach außen hat, wobei die Durchlässe gestaffelt zur Rotationsachse angeordnet sind; eine den Rotationskörper (7) abgedichtet und mit Abstand zwischen sich und dem Rotationskörper umschließende Kappe (12); eine auf die Kugelfläche des Rotationskörpers gespannte und den Abstandsraum in zwei Ringkammern (16,17) aufteilende zweite elastische Membran (13); Durchlässe (18), die die zweite der Kammern mit der einen Ringkammer (17) verbinden; eine Gasmasse, die die zweite Kammer, den Ringraum (17), die Hilfsfedergaskammern (10) und die Durchlässe (11,18) unter einem solchen Druck ausfüllt, daß bei einer der statischen Belastung des Fahrzeugs entsprechenden Bezugsstellung des Tragkolbens im Zylinder ein Teil der gestaffelt angeordneten Durchlässe (11) durch die zweite Membran (13) offengelassen und der andere Teil der Durchlässe (11) zugedeckt wird.

2. Federungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Hilfsfedergaskammern dienenden Zellen (10) voneinander durch radiale Wände (8) getrennt sind, deren Mittelebenen durch die Rotationsachse gehen.

3. Federungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (10) voneinander durch zur Rotationsachse senkrechte Wände getrennt sind.

4. Federungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (18) zwischen der zweiten Kammer und dem einen (17) der durch die zweite Membran (13) abgeteilten Ringräume mit ihren in die zweite Kammer mündenden öffnungen (18) gestaffelt in Richtung der Rotationsachse angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 610 541.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 145 939.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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