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Abfederung für Fahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Abfederung für Fahrzeuge mit der Anordnung einer Luftfeder mit verän- derbaremFederwertund einer weiteren Feder mit unveränderbarem Federwert, beispielsweise einer Blatt- feder, Schraubenfeder, Tellerfeder, Kegelfeder, Torsionsfeder oder auch einer gedämpften Feder, wie einer Gummifeder od. dgl., zwischen dem Fahrzeugrad bzw. der Achse und dem Fahrzeuguntergestell, wobei die Durchbiegung der Luftfeder und damit zugleich die Durchbiegung der weiteren Feder im stati- schen Belastungszustand des Fahrzeuges bei veränderlicher Last über den gesamten Lastbereich mittels einer selbsttätigen Regelung des Federwertes der Luftfeder konstant gehalten wird.
Es hat sich gezeigt, dass bei einer derartigen Abfederung eine gewünschte, von der Belastung unab- hängige Eigenfrequenz des Fahrzeuges bisher nicht erreicht werden konnte ; der die Eigenfrequenz des
Fahrzeuges beeinflussende Federwert des Luftbalges kann zwar durch eine Veränderung des Luftdruckes innerhalb des Luftbalges verändert werden, jedoch ist der Federwert der Blattfeder konstant und diese wirkt sichbesonders dann nachteilig aus im Hinblick auf die einzustellende Eigenfrequenz des Fahrzeuges, wenn das Fahrzeug entlastet ist.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, bei Fahrzeug-Abfedenmgen der genannten Art eine ge- wünschte Eigenfrequenz des Fahrzeuges zu erhalten bzw. diese bei verschiedenen Beladungszuständen des
Fahrzeuges aufrechtzuerhalten und den nachteiligen Einfluss des Federelementes mit konstantem Feder- wert auszuschalten. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, die Feder mit unveränderbarem
Federwert im statischen Belastungszustand unter der Wirkung des auf sie entfallenden Lastenanteiles der- art zu spannen, dass die diese Spannung bewirkende Durchbiegung dem Quadrat der vorgegebenen Eigen-
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gung in cm, g die Erdbeschleunigung in cm/sec und f die Eigenfrequenz der Luftfeder in Schwingungen je sec bedeutet, die der Eigenfrequenz der Feder mit unveränderbaremFederwert gleichgesetzt wird.
Der Erfindungsgedanke beruht auf der Erkenntnis, dass die unerwünschte Wirkung der meistens als Stahlfeder ausgebildeten Feder unveränderbaren Federwertes durch eine ganz bestimmte Vorspannung vollständig kompensiert werden kann. Für Federn mit unveränderbarem Federwert gilt, dass das Verhält-
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mit C die Federkonstante bezeichnet wird. Während jedoch schon durch die Regelung der Luftfeder eine
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hiezu erforderliche Vorspannung, die gegenüber den bisher bekannten Abfederungen zu einer ungewöhn- lich hohen Vorsprengung führt, erhält die jeweils verwendete Feder konstanten Federwertes durch die Ver- formungbeimEinbau in das Fahrzeug. Der Betrag der Durchbiegung f ist daher gleichzeitig auch ein Mass für die Vorspannung.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigen die Fig. 1 und 2 je eine noch nicht eingebaute Blattfeder in der Seitenansicht und die Fig. 3 und 4 je eine Radabfederung für ein Strassenfahrzeug in der Seitenansicht ; weitere beispielsweise Ausführungsformen einer gemäss der Erfindung ausge-
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gebildeten Abfederung für Fahrzeuge sind in den Fig. 5 - 7 ersichtlich ; es zeigen : Fig. 5 eine Radabfederung für ein Strassenfahrzeug, Fig. 6 eine noch nicht eingebaute Schraubenfeder für die Federung gemäss Fig. 5 und Fig. 7 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Fahrzeugfederung.
Die aus einem oder mehreren Blättern bestehenden Blattfedern 1 erhalten schon bei ihrer Herstellung eine Krümmung, u. zw. so, dass die Wölbung gemäss Fig. 1 die Grösse f/2 und gemäss Fig. 2 die Grösse f hat.
Gemäss Fig. 3 und 4 werden die sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Blattfedern 1 in üblicher Weise mit der Radachse 2 bzw. dem Fahrzeuguntergestell 3 verbunden, d. h. das In Fahrtrichtung vorne liegende Federauge 4 ist gelenkig mit einer Stütze 5 und das hintere Federauge 6 gelenkig über einen Schäkel 7 mit einer hinteren Stütze 8 des Fahrzeuges verbunden.
Zwischen der Fahrzeugachse 2 und dem Fahrzeuguntergestell 3 befindet sich ein Luftfederbalg 9, dessen Enden in bekannter Weise mit dem Gestell 3 einerseits und der Achse 2 anderseits fest verbunden werden. Es versteht sich, dass mehrere, z. B. parallel geschaltete Bälge 9, die von beliebiger Bauart sein können, Anwendung finden können.
Der Luftdruck innerhalb des Balges 9 ist durch nicht näher dargestellte Steuerorgane und Zuführungleitungen veränderbar. Dieser wird stets so eingeregelt, dass bei verschiedenen Lasten der Abstand a erhalten bleibt.
Die Blattfedern 1 werden nun so eingebaut, dass diese einen Teil der Radlast übernehmen, d. h. die Federn 1 werden mit dem Einbau vorgespannt. So wird die zunächst nach unten durchgewölbte Federge- mässFig. l so eingebaut, dass sie sich um den Betrag f/2 nach oben durchwölbt, wogegen die um den Be- tragf nach unten durchgewölbte Feder gemäss Fig. 2 so vorgespannt wird, dass sie im eingebauten Zustand gestreckt ist. Das durch einen gestrichelten Linienzug 10 angedeutete Rad kann durch Verkleinerung des Abstandes a einfedern und unter Vergrösserung des Abstandes a ausfedern.
Von Fahrzeugen, insbesondere Personenfahrzeugen, wie z. B. Linienomnibussen, wird eine von der
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weils günstigen Federwirkung ermöglicht sie eine vorteilhafte Verwendung bei Gcländc- und Militärfahr- zeugen und dort, wo eine besonders gute Wagenlage erwünscht ist.
In Fig. 5 ist an der Hinterachse 11, welche beispielsweise als Schwingachse ausgeführt wurde, das
Rad 12 eines Personenkraftwagens gelagert. Die Hinterachse 11 ist durch Lenker 13 mit dem Untergestell 14 bzw. mit dessen Querträger 15 eines selbsttragenden Fahrzeuges verbunden.
Die Abfederung des Fahrzeuges erfolgt einmal durch den Luftfederbalg 16, der zwischen der Fahr- zeugachse 11 und dem Stützkörper 17 angeordnet ist. Der Balg 16 kann beispielsweise als Faltenbalg ge- mäss Fig. 5 gestaltet werden, dessen Enden in bekannter Weise mit den gegeneinander abzufedernden Tei- len 11 und 17 fest verbunden werden. Eine weitere Möglichkeit ist die Ausbildung der Luftfeder als Rollbalg, wie dies Fig. 7 zeigt.
Zum andern besteht die Abfederung tus einer Schraubenfeder 18 aus Stahl od. dgl., die genau wie- der Balg 16 angeordnet ist und sich oben gegen den Stützkörper 17 und unten gegen den Federteller
19 abstützt, der mit der Achse 11 verbunden ist.
Die Schraubenfeder 18, die in nicht eingebautem Zustand eine Länge L, wie in Fig. 6 gezeigt, auf-
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