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Federungsvorrichtung mit veränderlicher Charakteristik, insbesondere für die Radabfederung eines
Kraftfahrzeuges
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bau mit steigender Belastung immer niedriger und näher zu den Rädern bzw. zur Radachse zu liegen kommt, so dass immer kleinere Bereiche für den Schwingungshub übrig bleiben.
Durch die angeführte Lösung der zweiten Gruppe, die man als"Federungs-Einstellung"bezeichnen kann, können theoretisch mit einer einzigen Feder unendlich viele Federungscharakteristiken geschaffen
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jeder einzelnen Federdeformation die verschiedensten Federspannungen bestehen können.
Ziel der Erfindung ist eine Federungsvorrichtung, welche die Vorteile dieser beiden bekannten Grup- pen in sich vereinigt, die demnach sowohl für die"Verweichung"als auch für die "Einstellung" der Fe- ) dersätze angewendet werden kann.
Erreicht wird dies erfindungsgemäss dadurch, dass die bewegliche Federabstützung auf zwei zum Auf- liegeglied des Abstützkörpers hin konkaven Kurvenbahnen erfolgt, deren eine die Form eines Spiralbogens und deren andere die Form eines Kreisbogens mit endlichem bis unendlichem Radius aufweist, wobei der
Spiralbogen so ausgelegt ist, dass der Winkel zwischen der Tangente an die Kurvenbahn im Aufstand- ! punkt des Aufliegegliedes und der im das Aufliegeglied eingeleiteten Richtung der Federkraft bei jeder
Schwenkstellung der Kurvenbahn zwischen der entlasteten Stellung und der belasteten Stellung und bei jeder dementsprechenden Schwenkstellung des Abstützkörpers zwischen der äusseren Endstellung und der inneren im wesentlichen 900 beträgt, wogegen für die kreisförmige Kurvenbahn dieser Winkel nur in einer
Mittelstellung des Aufliegegliedes 900 ist,
im Bereich ausserhalb dieser Stellung kleiner und im Bereich innerhalb dieser Stellung grösser als 900 ist.
Der Abstützkörper kann, wie an sich bekannt, mit einer sich auf der Kurvenbahn abwälzenden Ab- stützrolle versehen sein.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung können für das einzelne Fahrzeugrad zwei parallel wirkende
Federelemente mit je einem Abstützkörper angeordnet sein, von denen einer auf der spiralbogenförmigen
Kurvenbahn und der andere auf der kreisbogenförmigen Kurvenbahn aufliegen.
Für das einzelne Fahrzeugrad kann auch je ein Federelement mit zwei Abstützkörpern angeordnet sein, von denen einer auf der spiralbogenförmigen Kurvenbahn und der andere auf der kreisbogenförmigen
Kurvenbahn anliegen, wobei die Kurvenbahner übereinanderliegen und nur einer von den beiden Ab- stützkörpern an dem Federelement und der andere an der Unterseite der dem Federelement näher gele- genen Kurvenbahn angeordnet ist. Die beiden Abstützkörper können mit Schraubenfedern versehen und unmittelbar nebeneinander schwenkbar angeordnet sein, wobei sich die spiralförmige und die kreisbogen- förmige Kurvenbahn auf einem einzigen, gemeinsamen Führungsarm befinden.
Es kann aber auch der mit wenigstens einer Schraubenfeder versehene, frei schwenkbare Abstützkörper auf der spiralbogenför- migen Kurvenbahn aufliegen, die in Längsrichtung des Führungsarmes verstellbar ausgebildet ist und de- en Abstützrolle sich auf der kreisbogenförmigen, auf dem Führungsarm angeordneten Kurvenbahn ab- stützt. Der mit wenigstens einer Schraubenfeder versehene schwenkbare Abstützkörper kann aber auch auf der kreisbogenförmigen Kurvenbahn aufliegen, die in Längsrichtung des Führungsarmes frei schwenkbar ausgebildet ist und die sich ihrerseits mittels der Abstützrolle auf der spiralbogenförmigen, auf dem Füh- rungsarm angeordneten Kurvenbahn abstützt.
Gemäss weiteren Merkmalen der Erfindung kann der wagenförmige Abstützkörper an seinem einen vorzugsweise nach der Lenkerdrehachse hin gelegenen Ende an eine Führungsstange angelenkt sein, deren anderes Ende auf der Federdrehachse gelagert ist. Er kann gegebenenfalls auch an der Anlenkachse der
Führungsstange zugleich an einer zu seiner Einstellung dienenden Verbindungsstange bzw. Kolbenstange angelenkt sein. Es empfiehlt sich, das Federelement aus einem Drehstab herzustellen, auf dessen freies verdrehbares Ende eine Nabe fest aufgesetzt ist, an die mittels Bolzen ein schwenkbarer Abstützkörper in
Form eines starren Armes angelenkt ist.
Es ist auch möglich, an den auf der kreisbogenförmigen Kurven- bahn aufliegenden Abstützkörper eine Einstell-Verbindungsstange mittelbar oder unmittelbar anzulenken, die in ein drehbar gelagertes Rohr, mit selbsthemmenden Gewinde eingeschraubt, vorzugsweise für beide
Vorder- oder Hinterräder des Fahrzeuges gemeinsam ausgebildet und mittels eines Antriebes zwecks Ein- stellung der Federungshärte unmittelbar oder vermittels Fernantriebes vom Lenkersitz aus in der einen oder ändern Richtung verdrehbar ist. Dabei kann der Fernantrieb als ein elektrisch, hydraulisch oder pneu- matisch arbeitender,. von Hand aus oder in Abhängigkeit von der Stellung des Führungsarmes automatisch gesteuerter Motor ausgebildet sein.
Der auf der kreisbogenförmigen Kurvenbahn aufliegende Abstützkör- per kann mittelbar oder unmittelbar mit der Kolbenstange einer hydraulischen, von Hand aus oder in Ab- hängigkeit von der Stellung des Führungsarmes automatisch gesteuerten Einstellvorrichtung gelenkig ver- bunden sein, die vorzugsweise für beide Vorder- oder Hinterräder gemeinsam ausgebildet ist.
Das Schalt-
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organ für die automatische Steuerung der Einstellvorrichtung kann aus einem die Anschläge für die spiralbogenförmige Kurvenbahn aufweisenden Gabelhebel bestehen, der auf dem Führungsarm unmittelbar neben dieser Kurvenbahn angelenkt ist und über einen weiteren Hebelarm mit einer zum Steuerorgan der
Einstellvorrichtung führenden Verbindungsstange gelenkig verbunden ist. Schliesslich kann zum Zwecke der in Abhängigkeit von der Stellung des Führungsarmes erfolgenden automatischen Steuerung der Einstellvorrichtung an jedem Ende der spiralbogenförmigen Kurvenbahn ein elektrischer, von der Abstützrolle betätigbarer Druckschalter angeordnet sein, in dessen Stromkreis sich je ein zur Steuerung der mechanischen oder hydraulischen Einstellvorrichtung dienendes Solenoid befindet.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand von Diagrammen und sechs Ausführungsbeispielen, die in der
Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert : In dieser zeigen Fig. l eine schematische Darstellung des mit dem frei schwenkbaren Abstützkörper versehenen Teiles des Abfederungssystems, Fig. 2 eine schematische Darstellung des mit dem einstellbaren Abstützkörper versehenen Teiles des Abfederungssystems, Fig. 3 ein Diagramm, welches die Abfederungscharakteristik des mit dem einstellbaren Stützkö ;
per versehenen Tei- les des Abfederungssystems gemäss Fig. 2 wiedergibt, Fig. 4 ein Diagramm, welches die Abfederungscharakteristik des mit dem frei schwenkbaren Abstützkörper versehenen Teiles des Abfederungssystems gemäss Fig. 1 zeigt, Fig. 5 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Radaufhängung eines Kraftwagens in einer Stirnansicht des Fahrzeuges. Die Fig. 6 zeigt die Radaufhängung gemäss Fig. 5 im Grundriss, Fig. 7 ein Diagramm, welches die verschiedenen einstellbaren Abfederungscharakteristiken des gesamten Abfederungssystems gemäss den Fig. 5 und 6 darstellt, Fig. 8 ein der Fig. 7 entsprechendes Diagramm, bei welchem statt Federelementen mit geradlinigen Charakteristiken Federelemente mit progressiv ansteigender Federcharakteristik verwendet sind, d. h. z. B.
Federelemente aus Schraubenfedern kegeliger Form, aus Gummi, oder auch pneumatische Federelemente, Fig. 9 eine der Fig. 6 entsprechende Darstellung einer Radaufhängung mit gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel geringfügig abgewandelter Abfederung, Fig. 10 eine dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechende Radaufhängung in einem senkrechten Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 11, Fig. 11 die Radaufhängung gemäss Fig. 10 im Grundriss, Fig. 12 die Schwinghalbachse der Radaufhängung gemäss den Fig. 10 und 11 in einer Seitenansicht in Längsrichtung des Fahrzeuges (von dessen Vorderseite aus gesehen), Fig. 13 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Radaufhängung in einer Seitenansicht in Längsrichtung des Fahrzeuges (Teile des Abfederungssystems sind zur besseren Sichtbarmachung von Einzelheiten geschnitten dargestellt), Fig.
14 die Radaufhängung gemäss Fig. 13 im Grundriss, Fig. 15 eine vierte Ausführungsform einer Radaufhängung in einer Seitenansicht in Querrichtung des Fahrzeuges (bei abgenommenem Fahrzeugrad), wobei Teile des Abfederungssystems geschnitten dargestellt sind, Fig. 16 ein Motorrad, dessen beide Räder Abfederungssysteme aufweisen, die je einer weiteren Ausführungsform der Erfindung entsprechen.
In den Fig. 1 und 2 sind die beiden, zum festen Federdrehpunkt A hin konkaven Kurvenbahnen a und b, auf denen die bewegliche Federabstützung erfolgt und die in der Praxis auch gemeinsam angeordnet
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!bIII, getrenntherausgezeichnet. Die in Fig. 1 dargestellte Kurvenbahn hat die Form eines Spiralbogens und die in Fig. 2 dargestellte Kurvenbahn hat die Form eines Kreisbogens. Mit I'sind die äusseren Endpunkte bei unbelasteter und mit In" die inneren Endpunkte bei belasteter Vorrichtung bezeichnet, wogegen U die Mittelstellung kennzeichnet.
Die spiralbogenförmige Kurvenbahn a ist so ausgelegt, dass ihr dem festen Lenkerdrehpunkt B näher gelegener innerer Endpunkt I"bei unbelasteter Vorrichtung näher dem Federbzw. Ab5tützkörperdrehpunkt A liegt, als ihr äusserer Endpunkt I', wogegen bei belasteter (eingefederter) Vorrichtung ihr äusserer Endpunkt III'näher als ihr innerer Endpunkt III"dem Feder-bzw. Abstützkörper- drehpunkt A liegt, wogegen die kreisbogenförmige Kurvenbahn b in der Mittelstellung bIl ihren Mittel-
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bzw. Abstlitzkörperdrehpunktdes Federmomen es mit zunehmender Einsenkung.
Zufolge der Ausbildung der Kurvenbahn a als Spiralbogen nimmt die Feder, wie aus Fig. 1 ersichtlich, selbsttätig bei jedem wert der Durchfederung eine zwischen den Stellungen l'und In" befindliche, stabile Gleichgewichtslage ein.
Soferne nach der Anordnung gemäss Fig. 2 die Verschwenkung der Feder nicht willkürlich erfolgt, nimmt sie bis zur Einfederung in die Mittelstellung II die äussere Endlage ein und springt bei weiterer Durchfederung in die innere Endlage UI"tibe-. die ? ie bis zur Erschöpfung des Federweges beibehält.
Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte, dem ersten Ausfuhrungsbeispiel entsprechende Radaufhängung besteht im wesentlichen aus zwei an einem Fahrzeugrahmen 1 eines Kraftwagens mittels Gelenkbolzen 2,
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2'schräg übereinander angelenkten Ouerlenkern 3 und 3', die an ihren äusseren Enden über weitere Ge- lenkbolzen 4 zur Führung des Radträgers 5 dienen, an dem ein gemäss dem Ausführungsbeispiel lenkbares
Vorderrad 6 auf übliche Weise angelenkt ist.
Wie aus Fig. 6 hervorgeht, verzweigen sich die beiden Querlenker 3 und 3'nach ihren Anlenkstel- , len 2 bzw. 2'hin gabelförmig, wobei der eine Arm gestreckt in Ouerrichtung des Fahrzeuges und der an- dere 3a bzw. 3'a entlang einem Kreisbogen verläuft, dessen Krümmungsachse sich ausserhalb des Len- kers, in geringem Abstand seitlich seines gestreckten Armes, befindet.
Wird angenomm61, dass die bei- den Querlenker 3, 3'gerade horizontal verlaufen, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, so fallen die Krüm- mungsmittelpunkte der gekrümmten Arme 3a bzw. 3'a jedes der beiden Querlenker 3, 3'mit der Achse je eines Gelenkbolzens 7 bzw. 7'zusammen, die sich an einer Nabe 8 bzw. 8'befinden, die ihrerseits fest auf das äussere Ende je einer in Ouerrichtung des Fahrzeuges verlaufenden Drehstabfeder 9 bzw. 9' aufgeklemmt sind. Jede Drehstabfeder 9 bzw. 9'ist mit ihrem in Fig. 5 nicht sichtbaren andern Eide un- verdrehbar am Fahrzeugaufbau festgelegt. Unmittelbar neben ihren äusseren Enden sind sie dagegen in je einem am Fahrzeugrahmen 1 befindlichen Lager 10 bzw. 10'verdrehbar gelagert.
Am oberen Gelenk- bolzen 7 ist ein Schwenkhebel 11 gelagert, der sich über den dortigen Querlenker 3 erstreckt und mittels einer an seinem freien Ende gelagerten Abstützrolle 12 auf einer Führungsbahn 13 abgestützt ist, die sich auf der Oberseite des gekrümmten Armes 3a des Querlenkers 3 befindet. Wie aus Fig. 5 weiters hervor- geht, ist die Führungsbahn 13 an ihrem dem äusseren Ende des Querlenkers 3 zu gelegenen Ende mit einem
Ansatz 14 versehen und ist nach ihrem andern Ende hin schraubenlinienförmig gegen die zugeordnete Be- wegungsbahn des Abstützpunktes des zugleich als Abstützkörper dienenden Schwenkhebels 11 hin nach oben überhöht.
Auch am andern Gelenkbolzen 7'ist ein Schwenkhebel 11'gelagert, der den dortigen Querlenker 3' übergreift und mit einer an seinem freien Ende gelagerten Abstützrolle 12'auf einer Führungsbahn 13' des Querlenkers 3'geführt ist. Auch diese Führungsbahn 13'ist an ihrem dem äusseren Ende des Querlen- kers 3'zu gelegenen Ende mit einem als Anschlag dienenden Ansatz. 14'versehen, dagegen verläuft sie nach der Anlenkstelle des Querlenkers 3'hin bis zu einem an ihrem inneren Ende befindlichen Anschlag
14"eben.
Am unteren Schwenkhebel 11'ist eine in Querrichtung des Fahrzeuges verlaufende Verbindungsstan- ge 15 angelenkt, die in ein am Fahrzeugrahmen l verdrehbar gelagertes Rohr 16 hineinragt und in diesem mittels eines Gewindes geführt ist. Das Rohr 16 erstreckt sich quer zum Fahrzeugrahmen 1 und arbeitet an seinem andern freien Ende mit einer (nicht sichtbaren) gleichartigen Verbindungsstange zusammen, die zum Abfederungssystem des andern Rades der gleichen Achse dient und deshalb ein gegenüber der
Verbindungsstange 15 umgekehrt arbeitendes Gewinde aufweist. Das Rohr 16 trägt in der Nähe seiner einen
Lagerstelle ein Kegelrad 17, welches mit einem weiteren Kegelrad 18 im Eingriff steht, das mit seiner
Achse nach vorn gerichtet und von der Vorderseite des Kraftwagens zugänglich ist.
Das vordere freie En- de der Achse des Kegelrades 18 ist mit einem Vierkant 18'versehen, der von der Vorderseite des Fahr- zeuges her mittels eines Steckschlüssels, wie er z. B. für Wagenheber verwendet wird, verdreht werden kann, wodurch das Rohr 16 über die beiden Kegelräder 17,18 verdreht und die beiden Verbindungsstan- gen 15 entsprechend in das Rohr 16 hinein-oder aus diesem herausbet. egt werden.
In Fig. 3 ist die Abfederungscharakteristik des t eschrieb enen Abfederungssystems dargestellt, u. zw. lediglich diejenige, die sich durch die Drehstabfeder 9'in Verbindung mit dem Schwenkhebel 11'er- gibt. Die einzelnen Kurven verlaufen geradlinig, weil jeder von ihnen eine mittels der Verbindungsstan- ge 15 eingestellte gleichbleibende Stellung des SchweLkhebels 11'zugeordnet ist. Die im Diagramm
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Drehstabfeder 9'mit einem gegenüber dem Schwenkpunkt des Lenkers 3'grösstmöglichen Hebelarm auf. das Lenkersystem ein, woraus sich die entsprechende Härte'der Abfederung ergibt.
Ist das Fahrzeug jedoch weniger belastet und würden die Lenker 3, 3'bei stehendem Fahrzeug schräg nach aussen unten verlaufen, so schwenkt man den Schwenkhebel 11'über den Vierkant des Kegelrades 18 und die Verbindungsstange 15 nach der Längsmittelebene des Fahrzeuges hin, bis das von der Drehstabfeder 9'auf den Lenker 11'ausgeübte Moment geringer ist und die beiden Lenker 3, 3'durch das Fahrzeuggewicht wieder in die dargestellte horizontale Ausgangsstellung gelangen. Dieser Einstellung entspricht eine flachere Gerade der Kurvenschar des Diagramms gemäss Fig. 3, von der schliesslich die einer weichsten Einstellung der Abfederung entsprechende Gerade strichpunktiert dargestellt ist.
Der strichpunktierten Geraden entspricht schliesslich eine Einstellung des Schwenkarmes 11', wie sie in Fig. 6 strichpunktiert angedeutet ist.
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Die Kurvenschar des Diagramms gemäss Fig. 3 ist durch zwei zur Ordinate parallel verlaufende Li- nien 19 und 20 in drei. Abschnitte aufgeteilt, von denen der zwischen den beiden Linien 19 und 20 befind- liche Mittelabschnitt dem normalen Abfederungsbereich entspricht, in dem die durch Unebenheiten der
Fahrbahn verursachten Auslenkbewegungen liegen. i In Fig. 4 ist ein weiteres Diagramm dargestellt, welches in einer einzigen Kurve die Arbeit der Dreh- stabfeder 9 in Verbindung mit dem frei schwenkbaren Schwenkhebel 11 und der Führungsbahn 13 des obe- ren Lenkers 3 veranschaulicht. Auch hier ist das Feld des Diagramms durch die beiden zur Ordinate par- allelen Linien 19 und 20 in drei Abschnitte aufgeteilt, von denen der zwischen den beiden Linien 19 und
20 befindliche Mittelabschnitt den normalen Arbeitsbereich dieser Abfederung darstellt.
Wurde zunächst bei maximaler Belastung des Fahrzeuges der einstellbare Schwenkhebel 11'aber die
Verbindungsstange 15 so eingestellt, dass die Lenker 3, 3'bei stehendem Fahrzeug waagrecht nach aussen ragen, dann befindet sich auch die Abstützrolle 12 nahe dem äusseren Ansatz 14 der Führungsbahn 13 (je kleiner die Fahrzeugbelastung desto mehr entfernt soll die Abstützrolle 12 vom Ansatz 14 zur Mitte der Führungsbahn 13 hin mit Hilfe des Schwenkarmes 11'eingestellt werden). Im Diagramm gemäss Fig. 4 entspricht dieser Einstellung ein etwas oberhalb der Linie 19 befindlicher Punkt der Kurve. Federt das Rad durch eine Bodenerhebung oder ein sonstiges Hindernis nach oben durch, so schwenken damit die beiden
Lenker 3 und 3'nach oben.
Während der untere Schwenkarm 11'infolge seiner Festlegung durch die
Verbindungsstange 15 an einer Schwenkbewegung gehindert ist, kann der obere Schwenkarm 11 entlang der Führungsbahn 13 gegen die Längsmittelebene des Fahrzeuges zu geschwenkt werden und dabei im
Grenzfall die in Fig. 6 strichpunktiert angedeutete Stellung einnehmen, bei der seine Abstutzrolle 12 sich am innersten, am weitesten oben befindlichen Ende der Führungsbahn 13 befindet.
Es ist verständlich, dass in der inneren Endstellung des Schwenkarmes 11 die zugehörige Drehstabfe- der 9 auf den Lenker 3 trotz ihrer stärkeren Vorspannung kein grösseres Drehmoment als bei der dargestell- ten Mittelstellung des Lenkersystems ausüben kann, weil die von der Drehstabfeder 9 ausgeübte Kraft in- folge grösserer Entfernung der Abstützrolle 12 von der Achse der Drehstabfeder 9 kleiner wird, da sie nur noch über einen verhältnismässig kurzen Hebelarm des Lenkers 3 an diesem angreifen kann. Die Federung durch die Drehstabfeder 9 ist also sehr "weich", was der entsprechend flachen Kurve zwischen den beiden
Linien 19 und 20 des Diagramms gemäss Fig. 4 entspricht. Die in Fig. 6 strichpunktiert angedeutete End- stellung des Schwenkhebels 11 entspricht dabei dem am Schnittpunkt mit der Linie 20 befindlichen Knick- punkt der einzigen Kurve des Diagramms.
Sollte das Rad durch ein grösseres Hindernis noch weiter nach oben ausweichen müssen, so lassen die beiden Lenker 3 und 3'gemäss den beiden Diagrammen 3 und 4 auch noch ein weiteres Ausschwingen zu, bei welchem jedoch auch die Rückstellkraft der Drehstabfeder 9 wieder etwa proportional der weiteren
Auslenkung zunimmt, weil der Schwenkhebel 11 keine weitere Veränderung der Charakteristik zulässt.
Die Abfederung arbeitet also oberhalb der Linie 20 so wie die in Fig. 4 stark ausgezogene geradlinige Cha- rakteristik.
Sollte das Rad bei einem Loch ober einer entsprechenden Mulde der Fahrbahn nach unten auswei- chen können, so entspricht dem ein Abwärtsschwingen des Lenkersystems, bei dem der Schwenkhebel 11 eine kleine Schwenkung bis zur Anlage seiner Abstützrolle 12 am Ansatz 14 der Führungsbahn 13 zurück- legen kann. Die entsprechende Änderung der Charakteristik der Abfederung geht aus dem Kurvenverlauf gemäss Fig. 4 hervor, wie er unmittelbar oberhalb des Schnittpunktes der Kurve mit der senkrechten Li- nie 19 sichtbar ist. Die Kurve geht in einer flachen Krümmung am genannten Schnittpunkt in eine nach dem Nullpunkt des Diagramms führende Gerade aber, so dass die Abfederung auch unterhalb des norma- len Abfederungsbereiches mit einer gleichbleibend geradlinigen Federkennlinie arbeitet.
Das vorstehend in der Wirkung seiner Einzelelemente bereits erläuterte Abfederungssystem wird in nachstehender Weise eingestellt und arbeitet nach seiner richtigen Einstellung folgendermassen :
Die auf eine bestimmte Höchstbelastung des stehenden Fahrzeuges ausgelegte Abfederung durch die beidenDrehstabfedern 9 und 9'wird zunächst bei stehendem Fahrzeug so eingestellt, dass die beiden Len- ker 3, 3'des Lenkeisystems gemäss Fig. 5 annähernd waagrecht nach aussen ragen (je kleiner die Fahr- zugbelastung, desto schräger nach aussen oben können die Lenker 3, 3' verlaufen).
Ist das Fahrzeug da- bei maximal belastet, so ist diese Stellung der Lenker 3, 3'nur durch eine Einstellung des Schwenk..'1e- bels 11'möglich, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, d. h. der Schwenkhebel 11'muss über die Verbindungsstange 15 in seine am weitesten ausgeschwenkte Stellung gebracht werden, bei der seine Abstützrolle 12' nahezu am Ansatz 14'des Lenkers 3'anliegt. Infolge der beschriebenen Kinematik der an f den oberen Lenker 3 einwirkenden Abfederung ergibt sich bei der waagrechten Lage des Lenkers 3 zwangsläufig auch eine nahe am äusseren Ansatz 14 der Führungsbahn 13 befindliche Stellung der Abstützrolle 12 des
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Schwenkarmes 11.
Je kleiner dieFahrzeugbelastung, desto grösser wird der Abstand zwischen der Abstütz- rolle 12'und dem Ansatz 14'eingestellt.
Wird mit dieser Einstellung das Abfederungssystem gefahren, so ergeben sich bei Bodenunebenheiten
Ausfederungen entlang einer Charakteristik des ganzen Abfederungssystems, wie sie im Diagramm gemäss Fig. 7 stark ausgezogen dargestellt sind. Die Charakteristik entspricht einer Kombination der beiden stark ausgezogenen Kurven der Diagramme gemäss den Fig. 3 und 4.
Bei den normalen Abfederungen des Lenkersystems bewegt sich die Abfederungscharakteristik zwi- schen den beiden senkrechten Linien 19 und 20, wie sie bereits zu den Fig. 3 und 4 beschrieben wurden, wobei eine verhältnismässig weiche Federung entsteht, die Pendelschwingungen in einem verhältnismässig weiten Bereich der Abfederung praktisch ausschliesst. Erst wenn durch aussergewöhnliche Einflüsse eine über den normalen Schwingungsbereich der Abfederung hinausgehende Auslenkung der Lenker 3, 3'statt- findet, kann auch die Abfederung wieder stärker werden, ohne dabei jedoch ein Gegenmoment üblicher
Federelemente zu übersteigen.
Die Abfederung wird also auch in den extremen Schwenkbereichen des
Lenkersystems nicht unangenehm empfunden, wobei beim Zurückschwingen des Lenkersystems in seinen normalen Arbeitsbereich die dortige weichere Abfederung praktisch als Stossdämpfer wirkt und die Anord- nung zusätzlicher Stossdämpfer erübrigt.
Wird das Fahrzeug, dessen Abfederungssystem in der vorgenannten Weise eingestellt ist, entlastet, so verursachen die beiden Drehstabfeder 9, 9'schon bei stehendem Fahrzeug eine leichte Abwärtsnei- gung der Lenker 3, 3', was zugleich eine entsprechende Vergrösserung der Bodenfreiheit des Fahrzeuges nach sich zieht. Damit das Fahrzeug auch weiterhin im vorgenannten günstigen Mittelbereich seiner Ab- federungscharakteristik arbeitet, verstellt man die einstellbaren Schwenkhebel 11'über den Vierkant 18' des Kegelrades 18 und die Verbindungsstangen 15 (beider Lenkersysteme) nunmehr so, dass die Lenker 3,
3'auch bei der geringeren Belastung und bei stehendem Fahrzeug wieder waagrecht nach aussen oder bes- ser schräg nach aussen oben ragen.
Dadurch ergeben sich praktisch dieselben kinematischen Verhältnisse, wie sie in den Fig. 5 und 6 dargestellt sind, wobei sich jedoch lediglich beide Abstützrollen 12, 12'der
Schwinghebel 11, 11'in einer näher an die Längsmittelebene des Fahrzeuges herangeschwenkten Stellung befinden. Federn nunmehr die Vorderräder des Fahrzeuges bei Fahrbahnunebenheiten nach oben oder un- ten aus, so ergibt sich eine Charakteristik des gesamten Abfederungssystems, wie sie einer dünn ausgezo- genen Kurve des Diagramms gemäss Fig. 7 entspricht. Erst bei völlig entlastetem Fahrzeug und einer Ein- stellung (bei stehendem Fahrzeug) des Schwenkhebels 11', wie sie in Fig. 6 strichpunktiert angedeutet ist, ergibt sich schliesslich eine Kennlinie des Abfederungssystems, wie sie in Diagramm gemäss Fig. 7 strich- punktiert dargestellt ist.
Diese Charakteristik entspricht einer wesentlich weicheren Abfederung als die stark ausgezogene, was jedoch nur ein Zeichen der günstigen Anpassung der Abfederung an das entspre- chend verringerte Fahrzeuggewicht darstellt. Die Abfederungseigenschaften des Fahrzeuges sind also un- abhängig von seiner Belastung immer gleich günstig, wenn die unteren Schwenkhebel 11'richtig einge- stellt sind, wovon auch die Grundeinstellung der oberen Schwenkhebel 11 abhängt.
Verwendet man für das Abfederungssystem statt der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Drehstabfedern
Federelemente mit progressiv ansteigender Federcharakteristik, wie es z. B. bei pneumatischen Federele- menten, bei Gummiblock-Federelementen oder bei Schraubenfedern kegeliger Form oder ungleichmässi- ger Steigung und ähnlichen Federn der Fall ist, so ergibt sich in entsprechender Abweichung vom Dia- gramm gemäss Fig. 7 eine Gesamtcharakteristik, wie sie etwa im Diagramm gemäss Fig. 8 dargestellt ist.
Das Diagramm zeigt lediglich, dass sich auch bei einer Verwendung von Federelementen mit progressiv ansteigender Federcharakteristik die vorteilhaften Eigenschaften der beschriebenen Abfederung praktisch nicht ändern.
Bei der in Fig. 9 dargestellten Abwandlung des ersten Ausführungsbeispieles verlaufen die Drehstab- federn 9, 9'in Längsrichtung des Fahrzeugrahmens 1, weshalb hier an den vorderen freien Enden der Drehstabfedern 9, 9'jeweils noch je ein Kegelrad 21 bzw. 21'befestigt sein muss, welches mit je einem Kegelrad 22 bzw.. 22'kämmt, das seinerseits fest mit einer je eine Nabe 8 bzw. 8'aufweisenden Welle 23 bzw. 23'verbunden ist.
Gemäss Fig. 9 liegt das mit dem Kegelrad 17 des Rohres 16 kämmende Regelrad 18 hinter dem Rohr 16 und ist über eine Antriebswelle 24 in nicht näher dargestellter Weise mit einer vom Lenker aus betätigbaren Handkurbel 25 verbunden, die eine, gegenüber der vorbeschriebenen bequemere Einstellung des Schwenkhebels 11'auch während der Fahrt zulässt.
Bei dem in den Fig. 10 - 12 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel handelt es sich um die Abfederung eines an einer Schwinghalbachse 103 aufgehängten Hinterrades 106. Die Halbachse 103 ist gegen- über dem Fahrzeugrahmen 101 durch zwei Blattfedern 109 und 109'abgefedert, die sich je von einer in
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Längsrichtung des Fahrzeuges vor bzw. hinter der Schwinghalbachse 103 befindlichen Lagerstelle 107 bzw. 107'aus frei tragend nach der Schwinghalbachse 103 hin erstrecken und an ihren mit geringem Ab- stand gegenüberliegenden freien Enden je eine Abstützrolle 112 bzw. 112'tragen. Jede Lagerstelle 107 bzw. 107'weist einen senkrechten Lagerzapfen auf, um den die zugehörige Blattfeder 109 bzw. 109'zwi- ) sehen zwei aus Fig.
11 hervorgehenden Stellungen innerhalb einer waagrechten Ebene schwenkbar ist.
Die beidenAbstützrollen 112 und 112'stützen sich von oben auf einer mit der Schwinghalbachse 103 fest verbundenen Führungsplatte 126 ab, die im Bewegungsbereich jeder der beiden Abstützrollen 112,112' eine Führungsbahn 113 bzw. 113'aufweist, wie sie grundsätzlich dem ersten Ausführungsbeispiel ent- spricht. Der Verlauf der Führungsbahn 113, die nach dem Anlenkpunkt 102 der Schwinghalbachse 103 hin gekrümmt und zugleich überhöht ist, geht aus Fig. 12 hervor, ebenso auch der Verlauf der oberen Füh- rungsbahn 113'.
Von den beiden Blattfedern ist die Blattfeder 109 an ihrer Lagerstelle 107 frei schwenkbar gelagert und kann demnach in derselben Weise ausschwenken, wie etwa der Schwenkhebel 11 gemäss dem ersten
Ausführungsbeispiel. Ebenso greift an der Blattfeder 109'eine Verbindungsstange 115 an, die der Verbin- i dungsstange 15 des ersten Ausführungsbeispieles entspricht.
Auch die Stange 115 ist in ein am Fahrzeug- rahmen 101 quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufendes Rohr 116 eingeschraubt, welches durch seine
Verdrehung die Stange 115 mehr oder weniger in sich hineinzieht und dadurch die Einstellung der Blatt- feder 109'bewirkt. Das Rohr 116 ist mit einem Schneckenrad 117 versehen, welches mit einer Schnecke
118 zusammenwirkt, die ihrerseits über eine Be ! ätigungswelle 124 von einem Steuermotor 127 aus in bei- den Drehrichtungen-entwederrechts-oder linksherum-verdrehbar ist.
Die Führungsbahn 113 ist im Bereich ihrer beiden Enden mit je einem Druckschalter 128 bzw. 129 versehen, von denen sich der Schalter 128 am äusseren und der Schalter 129 am inneren Ende der Füh- rungsbahn befindet, wenn man als inneres Ende gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel das dem Anlenk- punkt 102 der Schwinghalbachse 103 nächstgelegene Ende der Führungsbahn ansieht. Im Stromkreis der
Druckschalter 128,129 befindet sich je ein (nicht dargestelltes) Solenoid, da : bei betätigtem Druckschal- ter die Einschaltung des elektrischen Steuermotors 127 jeweils im einen oder andern Drehsinn der Betäti- gungswelle 124 bewirkt. Ausserdem kann der Steuermotor 127 zur richtigen Grundeinstellung der Abfede- rung auch noch vom Lenker des Fahrzeuges aus im einen oder andern Drehsinn ein-und ausgeschaltet wer- den.
Die Einstellung und Wirkung des zuletzt beschriebenen Abfederungssystems ist ganz ähnlich wie die
Einstellung und Wirkung des dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden, wobei jedoch Korrekturen einer einmal vorgenommenen Einstellung im allgemeinen unterbleiben können, weil diese selbsttätig von den beschriebenen Druckschaltern 128,129 aus vorgenommen werden.
Vor Inbetriebnahme des Fahrzeuges wird der Steuermotor 127 vom Lenker des Fahrzeuges aus so be- tätigt, dass die Blattfeder 109'in eine solche Stellung zur Führungsbahn 113'gelangt, bei der sich die
Schwinghalbachse 103 in ihrer Ausgangsstellung befindet, bei der wieder die frei schwenkbar gelagerte
Blattfeder 109 mit ihrer Abstützrolle 112 etwa in der in Fig. 11 unteren Stellung (unter dem Längsträger des
Fahrzeugrahmens 101) bei Höchstbelastung des Fahrzeuges kurz vor dem Druckschalter 128 liegt (je klei- ner die Fahrzeugbelastung, desto entfernter vom Druckschalter 128). Federt die Schwinghalbachse beim
Fahrbetrieb nach oben aus, so weicht dabei auch die frei schwenkbare Blattfeder 109 entsprechend der
Schwenklage der Schwinghalbachse nach der Längsmittelebene des Fahrzeuges hin aus.
Solange dabei der
Druckschalter 129 nicht betätigt wird, ändert sich an der Grundeinstellung des Abfederungssystems nichts.
Die Blattfeder 109, deren Federkraft im ausgeschwenkten Zustand der Feder nur noch unter einem ent- sprechend kleineren Hebelarm an der Schwinghalbachse 103 angreifen kann, bewirkt eine entsprechend weiche Abfederung und langsame Rückkehr der Schwinghalbachse in ihre Ausgangsstellung, die sie sonst auch bei stehendem Fahrzeug einnimmt. Die langsame Rückkehr schliesst schnelle Pendelbewegungen, wie sie bei üblichen Abfederungssystemen auftreten, wenn kein Stossdämpfer vorgesehen ist, praktisch aus, so dass sich auch bei einem Abfederungssystem gemäss den Fig. 10 - 12 die Anordnung eines besonderen Stoss- dämpfers erübrigt.
Wird das Fahrzeug, dessen einstellbare Blattfeder 109'bei der vorgenannten Einstellung beispi1swe1- se in die in Fig. 11 strichpunktierte Lage kam, stärker belastet, so gelangt durch die entsprechende Schtäg- stellung der Schwinghalbachse 103 auch das freie Ende der Blattfeder 109 auf der Kurvenbahn 113 etwas weiter nach der Längsmittelebene des Fahr7. euges hin. Schwingt nun die Schwinghalbachse 103 bei Fahr- bahnunebenheiten nach oben aus, so kann sie schon bei normalen Unebenheiten der Fahrbahn in eine sol- che Winkelstellung gelangen, bei der die Abstützrolle 112 den Druckschalter 129 betätigt.
Diese Betätigung hat zur Folge, dass der Steuermotor 127 so lange im Sinne einer Auswärtsschwenkung der Blattfeder
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109' (jubel das Schneckengetriebe 117,118 und die Verbindungsstange 115) betrieben wird, bis der Druck- schalter 129 von der Abstützrolle 112 wieder freigegeben wird. Diese Auswärtsschwenkung der Blattfeder 109'hat eine stärkere Einwirkung der Federkraft dieser Blattfeder zur Folge, weil die zugehörige Abstütz- rolle 112'nunmehr mit einem grösseren Hebelarm (von der Anlenkstelle 102 der Schwinghalbachse 103 ! aus) an der zugehörigen Führungsbahn 113'angreift.
Dadurch schwenkt auch die Schwinghalbachse 103 entsprechend nach unten, bis sie wieder die aus Fig. 10 hervorgehende Ausgangsstellung erreicht hat, bei der auch die frei schwenkbare Blattfeder 109 selbsttätig in ihre vorstehend beschriebene Ausgangslage ge- langt. Die Abfederung arbeitet daraufhin wieder so, als wäre das Fahrzeug nur weniger belastet.
Die Handbeeinflussung der Arbeit des Steuermotors 127 kann vom Lenker aus auch als Korrektur wäh- rend der Fahrt vorgenommen werden, wenn das Fahrzeug z. B. auf einer stark unterschiedlichen Fahrbahn fährt. Verlässt das Fahrzeug etwa eine normale Strasse und soll auf freiem Gelände gefahren werden, so bringt der Lenker die Abfederung in ihre härteste Einstellung, bei der das Fahrzeug selbsttätig seine grösst- mögliche Bodenfreiheit erreicht.
Dieselbe Handeinstellung der Abfederung kann schliesslich auch zu einem erleichterten Radwechsel ausgenutzt werden. Wird nämlich nach Einstellung der grössten Bodenfreiheit der Rahmen 101 an einer ge- eigneten Stelle unterstützt, gesichert und die Federung anschliessend wieder auf eine weichste Abfederung umgestellt, dann kann das auszuwechselnde Rad 106 - nach Lösen der entsprechenden Befestigungsmit- tel-leicht von der Schwinghalbachse 103 abgezogen und das entsprechende Ersatzrad ebenso leicht auf die Achse aufgeschoben werden.
Bei der in den Fig. 13 und 14 dargestellten, dem dritten Ausführungsbeispiel entsprechenden Radauf- hängung ist eine Abfederung über Schraubenfedersysteme 209 und 209'vorgesehen, die in üblicher Weise zwischen den beiden übereinander befindlichen Lenkern 203 und 203'des Lenkersystems angeordnet sind.
Jedes Schraubenfedersystem besteht aus zwei ineinander angeordneten Schraubenfedern, die zwischen zwei-zugleich die zugehörigenAbstützkörper bildenden-Federtellern 211a, 211b bzw. 211'a und 211'b gehalten sind. Damit die Federsysteme 209, 209'zugleich axial geführt sind, sind die jeweils zusam- mengehörigenFederteller211a, 211b sowie 211'a und 211'b durch je einen axialen Zapfen 230 und eine axiale Buchse 231 teleskopisch zueinander geführt.
Der obere Lenker 203 des Lenkersystems ist etwa drei- eckförmig gestaltet, wobei der eine Schenkel durch den am Fahrzeugrahmen 201 gelagerten Gelenkbol- zen 202 gebildet wird. Wie aus Fig. 14 hervorgeht, ist der entsprechend lange Gelenkbolzen 202 dabei zugleich zur Lagerung der oberen Federteller 211a und 211'a der beiden Federsysteme 209 und 209'aus- genutzt.
Der untere Lenker 203'ist gleichfalls nach seiner Anlenkstelle 202'hin gabelförmig verzweigt, wo- bei jeder Arm der Vergabelung eine Führungsbahn 213 bzw. 213'bildet. Die jeweils unteren Federtel- ler 211b und 211'b tragen je eine Abstützrolle 212 (in der Zeichnung nicht sichtbar), bzw. 212', mit denen dieFedersysteme209 und 209'auf der jeweils zugehörigen Führungsbahn 213 bzw. 213' abgestützt sind.
Bei der in Fig. 13 dargestellten Ausgangsstellung der Radabfederung verläuft die Führungsbahn 213 entlang einer spiralförmigen Kurve, deren Krümmungsmittelpunkt des mittleren Bereiches mit dem
Gelenkbolzen 202 zusammenfällt und die nach der Anlenkstelle des unteren Lenkers 203'hin nach einwärts (zum Gelenkbolzen 202 hin überhöht) verläuft. Bei derselben Ausgangsstellung verläuft die Füh- rungsbahn 213'dagegen in einem Kreisbogen, dessen Mittelpunkt mit der Achse des Gelenkbolzens 202 zusammenfällt.
Während die Führungsbahn 213'an ihren beiden Enden feststehende Anschläge für die zu- gehörige Abstützrolle 212'aufweist, gehören die Anschläge 228 und 229 zu einem Gabelhebel 232, der unmittelbar neben der Führungsbahn 213 auf einem am dortigen Arm des Lenkers ? 03' befindlichen Ge- lenkzapfen 233 gelagert ist. An einem zusätzlichen Hebelarm 234 des Gabelhebels 232 ist eine Zugstan- ge 235- angelenkt, die in nachstehend noch näher beschriebener Weise zur selbsttätigen Steuerung eines hydraulischen Steuermotors 227 zur Einstellung des einstellbaren Federsystems 209 dient.
Am unteren Federteller 211'b ist eine derVerbindu'1gsstange 15 des ersten Ausführungsbeispieles entsprechende Verbindungsstange 215 angelenkt, die andernendes an der Kolbenstange 236 eines fteuerkol- bens 237 des hydraulischen Steuermotors 227 angelenkt ist. Der an eine (nicht dargestellte) Druckölquel- le des Fahrzeuges - z. B. an die Ölpumpe des Schmierkreislaufes - angeschlossene Steuermotor 227 weist zur Steuerung des Steuerkolbens 237 ein mit dem zugehörigen Arbeitszylinder 238 in Verbindung stehendes Steuerventil 239 auf, dessen Betätigungshebel 240 an die genannte Zugstange 235 angeschlossen ist.
Der Betätigungshebel 240 wird durch zwei Zugfedern 241 derart in seine aus Fig. 13 hervorgehende Mittelstellung vorgespannt, dass das Steuerventil 239 bei nicht betätigtem Gabelhebel 232 in seiner Mittelstellung verbleibt, bei der Drucköl weder in den Arbeitszylinder 238 hinein noch aus diesem heraus gelangen
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kann und das Federsystem 209'demgemäss über die Verbindungsstange 215 in seiner jeweiligen Winkel- stellung festgenalten wird.
Der Steuermotor 227 kann ausserdem in nicht näher dargestellter Weise auch noch vom Lenker des
Fahrzeuges aus verstellt werden, wie es grundsätzlich bereits beim zweiten Ausführungsbeispiel beschrie- ben wurde.
In den Fig. 13 und 14 ist neben dem beschriebenen hydraulischen Steuermotor 227 für die dargestell- te Radabfederung auch noch ein weiterer gleichartiger Steuermotor sichtbar, der der Abfederung des an- dern Rades derselben Fahrzeugachse zugeordnet ist.
Das dem dritten Ausführungsbeispiel entsprechende Abfederungssystem arbeitet grundsätzlich genau- so wie das dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechende. Vor Fahrtbeginn wird zunächst die (in den
Fig. 13 und 14 für ein verhältnismässig stark belastetes Fahrzeug dargestellte) Ausgangsstellung der Feder- systeme 209 und 209'eingestellt. Beim anschliessenden Fahrbetrieb schwingt sodann das Federsystem 209 - bei Ausschwenkbewegungen des Lenkersystems nach oben-nach der Längsmittelebene des Fahrzeuges zu, wodurch sich die angestrebte weiche Abfederung ergibt und auf einen besonderen Stossdämpfer ver- zichtet werden kann.
Sollte das Fahrzeug stärker belastet werden, so gelangt das Federsystem 209 mit seiner (nicht sichtbaren) Abstutzrolle 212 an den innerenAnschlag 229 des Gabelhebels 232, wodurch dieser gemäss Fig. 13 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt wird. Dies hat zur Folge, dass der Kolben 237 aber das Steuerventil 239 und die Zugstange 235 weiter aus dem Steuerzylinder 238 herausgeschoben und dementsprechend das einstellbare Federsystem 209'über die Kolbenstange 236 und die Verbindungsstange 215 nach auswärts geschwenkt wird. Sowie die Abstützrolle 212 des Federsystems 209 den Anschlag 229 des Gabelhebels 232 wieder verlassen hat, kehrt der Gabelhebel 232 durch die Kraft einer Zugfeder 241 selbsttätig wieder in seine dargestellte Mittelstellung zurück, bei der auch das Steuerventil 239 wieder abgeschlossen ist.
Infolgedessen hört auch die Ausschwenkbewegung des einstellbaren Federsystems 2 09' in diesem Augenblick auf und das Federsystem bleibt in der neuen Stellung stehen, bei der die Abfederung entsprechend der vergrösserten Belastung insgesamt etwas härter ist.
Die analogen Vorgänge ergeben sich bei einer Entlastung des Fahrzeuges, wobei lediglich der Kolben 237 in den Arbeitszylinder 238 hinein und dadurch das Federsystem 209'nach innen (nach der Längsmittelebene des Fahrzeuges zu) zurückgeschwenkt wird. Schliesslich kann die Abfederung vom Lenker des Fahrzeuges aus in gleicher Weise zusätzlich beeinflusst werden, wie es für das zweite Ausführungsbeispiel bereits beschrieben wurde. In analoger Weise könnte der Gabelhebel 232 am Rahmen 201 schwenkbar befestigt werden und von einem mit dem Lenker 203'fest verbundenen Anschlaghaken betätigt werden.
Das in Fig. 15 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel veranschaulicht, wie das erfindungsgemässe Abfederungsprinzip auch mit einem einzigen Federsystem erreicht werden kann. An einem Fahrzeugrahmen 301 eines Kraftwagens ist eine Hinterradachse 303, die sowohl als Starrachse oder als Schwinghalbachse ausgebildet sein kann, über einen Führungsarm 303'angelenkt. Im Falle einer Starrachse befindet sich an jeder Seite derselben ein solcher Führungsarm 303', wogegen im Falle der Anordnung von zwei Schwinghalbachsen jede dieser Halbachsen im Bereich ihres äusseren Endes an einem Führungsarm 303' geführt ist.
Der Arm 303'entspricht etwa einem üblichen Längslenker, der unterhalb eines Längsträgers des Fahrzeugrahmens 301 angeordnet ist und an seinem vorderen Ende über einen in Querrichtung des Fahrzeuges verlaufenden Gelenkbolzen 302'am Fahrzeugrahmen 301 angelenkt ist. Der die Hinterradachse 303 über einen hinteren Tragbolzen 302'tragende Führungsarm 303'weist an seiner Oberseite eine Filth- rungsbahn 313'auf, auf der die Abstützrolle 312'eines Wagens 343 geführt ist, der seinerseits an seiner Oberseite eine Führungsbahn 313 aufweist. Auf der Führungsbahn 313 ist wieder eine Abstützrolle 312 geführt, die zu dem Federsystem 309 gehört, wie es grundsätzlich bereits in Verbindung mit den Fig. 13 und 14 beschrieben wurde.
Ein Unterschied besteht lediglich darin, dass das Federsystem 309, nicht aus zwei, sondern aus drei teleskopartig angeordneten Schraubenfedern zusammengesetzt ist.
Zur Führung des Federsystems 309 dienen zwei Federteller 311a und 311b, von denen der obere (311a) über einen Gelenkbolzen 307 am Fahrzeugrahmen 301 aufgehängt ist und der untere (311b) die Abstützrolle 312 trägt. Beide Federteller 311a und 311b sind in der bereits beschriebenen Weise teleskopartig zueinandergeführt, so dass ein Auskrümmen der Achse des Federsystems 301 unmöglich ist.
Am Gelenkbolzen307 ist ausserdem noch eine Führungsstange 344 angelenkt, die das Federsystem 309 an seiner (in Fahrtrichtung des Fahrzeuges) vorderen Seite umgreift und mit seinem unteren freien Ende am vorderen Ende des Wagens 343 mittels eines Gelenkbolzens 345 angelenkt ist und daduhdas vordere Ende des Wagens 343 konzentrisch zur Schwenkachse des Federsystems 309 führt.
Ausserdem ist am Gelenkbolzen 345 noch eine Kolbenstange 336 angelenkt, die Bestandteil eines
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hydraulisch arbeitenden Steuermotors 327 ist, wie er grundsätzlich an Hand der Fig. 13 und 14 beschrie- ben wurde. Damit die Kolbenstange den kreisbogenförmigen Bewegungen des Gelenkbolzens 345 ohne
Verklemmungen folgen kann, ist das Gehäuse des Steuermotors mit seinem der Kolbenstange 336 gegen- überliegenden Ende an der Stelle 346 gelenkig am Fahrzeugrahmen 301 gelagert. An den Steuerzylinder i des Steuermotors 327 ist über zwei flexible Leitungen 347 ein Steuerventil 339 angeschlossen, welches dem in Fig. 13 dargestellten Steuerventil 239 entspricht.
Im Gegensatz zum Steuerventil 239 wird das
Steuerventil 339 jedoch elektrisch gesteuert, wobei sein Betätigungshebel 340 an ein Solenoid 348 ange- lenkt ist, über dessen Magnetspule 349 das Steuerventil 339 entgegen der Kraft nicht dargestellter Federn (vgl. Fig. 13) aus seiner Mittelstellung verstellt werden kann.
Während die Führungsbahn 313'des Führungsarmes 303'bei der dargestellten Ausgangsstellung kon- zentrisch zum Gelenkbolzen 307 verläuft, verläuft die Führungsbahn 313 des Wagens'343 spiralförmig ge- nauso wie die beschriebene Führungsbahn 213 des dritten Ausführungsbeispieles. An den beiden Enden der
Führungsbahn 313 befinden sich Druckschalter 328 und 329, so wie sie bereits in Verbindung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel erläutert wurden.
Die Druckschalter 328,329 können dabei in nicht darge- stellter Weise in ihrer Lage zur Kurvenbahn 313 eingestellt werden (eventuell auch während der Fahrt vom
Führersitz aus), so dass die freien Enden ihrer Druckstifte sowohl in ihrer Höhe über der Führungsbahn als auch in ihrer Lage entlang der Führungsbahn verändert werden können, falls eine solche Änderung zur besseren Anpassung der Arbeit des Steuermotors 327 an die Bedingungen einer gut arbeitenden Abfederung
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von denen das dargestellte zur Schwenkung des Betätigungshebels 340 des Steuerventiles 339 im einen und das andere zur Betätigung im andern Drehsinn dient.
Das vollbelastete Fahrzeug macht eine Einstellung der in Fig. 15 dargestellten Abfederung notwendig.
Beide Abstützrollen 312 und 312'befinden sich im Bereich der äusseren Enden der zugehörigen Führung- bahnen 313 bzw. 313' (bei unbelastetem Fahrzeug wurde die Abstützrolle 312 etwa in der Mitte der Füh- rungsbahn zu stehen kommen). Solange beim Fahrbetrieb des Fahrzeuges die beiden Druckschalter 328 und
329 von der Abstützrolle 312 aus nicht betätigt werden, bleibt die dargestellte Grundeinstellung erhal- ten, d. h. die Abstützrolle 312'verbleibt an der dargestellten Stelle der Führungsbahn 313', während die
Abstützrolle 312 etwa im Mittelbereich der Führungsbahn 313 - je nach der Grösse der Ausfederung des
Führungsarmes 303'-hin-und herrollt.
Wird das Fahrzeug jedoch entlastet und schlägt demgemäss die
Abstützrolle 312 gegen den Druckschalter 328 an, so wird dadurch zunächst das Steuerventil 339 durch das eine Solenoid 348 so verstellt, dass der Steuermotor 327 die Kolbenstange 326 nach dem Steuermotor
327 hin verschiebt. Dadurch wird auch der Wagen 343 nach dem Steuermotor 327 hin verschoben, wodurch die Abstützrolle 312'des Wagens nunmehr zu einer mittleren Stelle der Führungsbahn 313'ge- langt. Die Folge davon ist, dass der Angriffspunkt des Federsystems 309 am Führungsarm 303'etwas mehr ach dem Gelenkbolzen 302'hin verschoben wird, wodurch sich auch das Moment der Federkraft entsprechend dem verkürzten Hebelarm verringert.
Die Folge davon ist, dass die durch die geringere Belastung vom Fahrzeugrahmen 301 aus zunächst nach unten verlagerte Achse 303 wieder nach oben zurückschwingen kann, wodurch die Abstützrolle 312 selbsttätig aus ihrer Anschlagstellung am Druckschalter 328 zu einer etwa der Darstellung in Fig. 15 entsprechenden Stellung gelangt. Nunmehr kann die Abfederung wieder in derselben Weise vor sich gehen, wie sie an Hand der Ausführungsbeispiele bereits mehrfach beschrieben wurde.
Selbstverständlich lässt sich auch das Steuerventil 339 zusätzlich vom Lenker des Fahrzeuges aus verstellen, damit die Abfederung den Strassenverhältnissen günstig angepasst werden kann. Überdies weist das Abfederungssystem gemäss Fig. 15 jedoch noch den weiteren Vorteil auf, dass es für jedes Fahrzeugrad. unabhängig von den übrigen, einstellbar ist. Sollte das Fahrzeug - etwa als Lastwagen ausgebildet-z. B. einseitig belastet sein, so bewirkt die beschriebene Abfederung völlig selbsttätig eine entsprechende härtere Einstellung der dieser Fahrzeugseite zugeordneten Abfederunessvsteme, wodurch auch jegliche Schräglagen des Fahrzeuges, durch ungleichmässige Belastung hervorgerufen, ausgeschlossen sind.
Die gleiche selbsttätige Änderung der Härte des Abfederungssystems ergibt sich bereits schon in Kurven, so dass das Fahrzeug trotz der angestrebten weichen und angenehmen Abfederung in Kurven verhältnismässig stabil geführt bleibt und sich also weit weniger nach der Aussenseite der Kurve hin neigt, als es einer solchen weichen Abfederung sonst entsprechen würde.
Die ausgleichende Wirkung der zuletzt beschriebenen Radabfederung in Kurven kann auch dadurch noch verbessert werden, dass die Steuerventile 339 bzw. die zu deren Betätigung dienenden Solenoide 348 - in jeder Fahrzeugseite zugeordneten Paaren - zusätzlich von einem bereits in zahlreichen Ausführungformen vorgeschlagenen Pendelapparaten oder auch vom Lenkerrad aus-in Abhängigkeit von dessen Aus-
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lenkung-betätigt werden. Auf diese Weise kann die Anpassung der Härte des Abfederungssystems an die Fliehkraftbeanspruchung des Fahrzeugaufbaues noch beschleunigt werden.
Aus dem in Fig. 16 dargestellten letzten Ausführungsbeispiel geht schliesslich hervor, wie das beschriebene Abfederungssystem auch vorteilhaft für Motorräder oder sonstige Zweiradfahrzeuge ausgenutzt werden kann.
Das Vorderrad 406 des dargestellten Motorrades ist an einer bei modernen Motorrädern üblichen Schwinggabel 403 gelagert, die an ihrem hinteren Ende über einen Gelenkbolzen 402 an der Vorderradgabel 450 angelenkt ist. Die Vorderradgabel 450 weist unmittelbar unterhalb eines üblichen Lenkkopfes 451 des Motorradrahmens 401 ein Quer-Lager 407 auf, an dem beiderseits des Vorderrades 406 je ein Federelement 409 angelenkt ist, wie es etwa an Hand der Fig. 13 und 14 beschrieben wurde.
Zu jedem Federelement 409, welches in diesem Falle lediglich aus einer einzigen Schraubenfeder besteht und wieder über die beiden Federteller 411a und 411b - zugleich zwangsläufig axial-geführt ist, gehört eine am unteren Federteller 411b gelagerte Abstützrnlie 412, die auf einer an der Oberseite jedes Armes der Schwinggabel 403 angeordneten Führungsbahn 413 entlang einem Teil der Schwinggabel abrollen kann.
Bei der dargestellten Ausgangsstellung der Abfederung verläuft auch die Führungsbahn 413 spiralförmig, beispielsweise so wie die Führungsbahn 313 des vierten Ausführungsbeispieles.
Damit auch das Federelement 409 in seiner Härte eingestellt werden kann, ist die mit dem unteren Federteller 411b verbundene axiale Buchse 431 mit Aussengewinde versehen und trägt darauf die eigentliche untere Abstützscheibe 452 für das Federelement 409. Soll die Härte des Abfederungselementes 409 vergrössert werden, so braucht lediglich die Abstützscheibe 452 entlang der Buchse 431 nach oben geschraubt zu werden, bis die gewünschte Härte erreicht ist. Eine selbsttätige. Anpassung der Federelemente an die Fahrzeugbelastung erübrigt sich hier, weil bei Motorrädern nicht mit häufigeren, grösseren Belastungsänderungen gerechnet zu werden braucht. Im allgemeinen werden solche Fahrzeuge nur von ein und demselben Besitzer benutzt, der die Härte der Abfederung einmal seinen Wünschen entsprechend einstellt.
Lediglich im Falle, dass mit dem Motorrad noch ein Sozius mitgenommen werden soll, wird eine Anpassung der Abfederung an die neue Fahrzeugbelastung erforderlich, die sich jedoch vor allem auf die nachstehend näher beschriebene Hinterradabfederung bezieht.
Das Hinterrad 406'des in Fig. 16 dargestellten Motorrades ist am Fahrzeugrahmen 401 mittels einer Schwinggabel 403'geführt, die am Fahrzeugrahmen 401 mittels eines vorderen Gelenkbolzens 402'an- gelenkt ist. Im Bereich der Achse 453 des Hinterrades 406 befindet sich an der Oberseite jedes Armes der Schwinggabel 403'eine grundsätzliche gleiche Führungsbahn 413, wie sie sich an den beiden Armen der vorderen Schwinggabel 403 befindet. Auf jeder Führungsbahn 413 der Schwinggabel 403'ist eine Abstützrolle 412 geführt, die an einem etwa dem Wagen 343 des vierten Ausführungsbeispieles entsprechenden Wagen 443 gelagert ist.
Während die Führungsbahn 313 des Wagens 343 jedoch spiralförmig gekrümmt ist, verläuft die Führungsbahn 413'des Wagens 443 kreisförmig und in der dargestellten Ausgangsstellung der Abfederung konzentrisch zu einem am Fahrzeugrahmen 401 oberhalb des Hinterrades 406'gelagerten Gelenkbolzen 407, an dem beiderseits des Hinterrades 406'je ein Federelement 409'mittels oberer Federteller 411'a angelenkt ist.
Jedes Federelement 409'entspricht etwa den Federelementen 409 der Vorderradabfederung, wobei hier jedoch die Federhärte durch Verstellen der Lage der Abstützrolle 412'gegenüber der Führungsbahn 413'verändert wird. Zu dieser Veränderung weist der die Abstützrolle 412'tragende untere Federteller 411'b einen seitlich der Abstützrolle nach unten ragenden Ansatz auf, der mit einer nicht sichtbaren Querbohrung versehen ist. Ausserdem weist auch der Wagen 443 entlang einem der Führungsbahn 413'parallelen Kreisbogen eine Anzahl Querbohrungen 454 auf. Durch einen Kupplungsstift 455 kann nun der Federteller 411'b je nach der gewünschten Federhärte in einer der genannten Querbohrungen 454 des Wagens 443 festgelegt werden.
Die dargestellte Einstellung entspricht der härtesten Federkennlinie, ; während die Abfederung umso weicher wird, je mehr das Federelement 409'nach dem inneren Ende der Führungbahn 413'hin verstellt wird.
Zur weiterer Festlegung des Wagens 443 dient eine Führungsstange 444, wie sie analog beim vierten Ausführungsbeispiel (vgl. Fig. 15) beschrieben ist. Diese, das Federsystem 409'nach der Vorderseite des Motorrades hin umgreifende Stange ist oben am Gelenkbolzen 407 angelenkt, wogegen an ihrem unteren freien Ende das vordere Ende des Wagens 443 mittels eines Gelenkbolzens 445 angelenkt ist.
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Werkzeuge von Hand möglich sein wird, leicht der neuen Belastung angepasst werden kann.
Die verschiedenen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele lassen erkennen, dass sich das erfindungsgemässe Abfederungssystem bei allen üblichen Radaufhängungen und in Verbindung mit allen gebräuchlichen Federelementen und überhaupt mit allen üblichen Strassenfahrzeugen, insbesondere auch geländegängigen Fahrzeugen, vorteilhaft anwenden lässt. Wie schon erwähnt, könnten über die dargestellten Federelemente hinaus sogar auch pneumatische oder sonstige Federelemente verwendet werden, die eine progressive Federcharakteristik aufweisen. Die geoffenbarten Einzelelemente, z. B. zur selbsttätigen Steuerung des einstellbaren Federsystems, lassen sich auch unabhängig von dem jeweiligen Ausführungsbeispiel, zu dem sie beschrieben sind, in Verbindung mit den übrigen Ausführungsbeispielen anwenden, wodurch sich weitere zahlreiche Abwandlungsmöglichkeiten ergeben.
Die Abstützrollen möglichst grossen Durchmessers könnten durch Verwendung von Wälzlagern besonders leichtgängig gemacht oder durch seitliche Ränder zusätzlich geführt werden, wogegen es anderseits auch möglich ist, bei einer vereinfachten Ausführung statt Abstützrollen gegebenenfalls auch Gleitschuhe zu verwenden.
Weiterhin könnte der die Betätigungswelle aufweisende Fernantrieb für die Verstellung der Schwenkhebel des Abfederungssystems gemäss Fig. 9 durch einen am zugehörigen Rohr über ein Kettenrad angreifenden Kettentrieb ersetzt werden. Statt des Kettentriebes könnte das Rohr auch ein Sperrad mit symmetrischerVerzahnung aufweisen, das mittels eines dauernd im Eingriff mit der Verzahnung stehenden Klinkenhebels mit umstellbare Klinke etwa nach Art einer Ratsche zur Verdrehung des Rohres ausgenutzt wird. In einfachster Weise würde jedoch schon ein einfacher Sechskant auf dem Rohr genügen, der dann mit Hilfe eines normalen Schraubenschlüssels zum Verdrehen des Rohres dient.
Ausserdem könnte das Abfederungssystem auch noch durch übliche Stossdämpfer ergänzt werden, obgleich solche Dämpfer in der Regel kaum notwendig sein werden und zumindest nur sehr schwach zu wirken brauchen. Weitere Ausgestaltungen könnten in der zusätzlichen Anwendung von Gummilagerungen, selbstschmierenden Lagerstellen und in der Anwendung von Gummimanschetten liegen, die insbesondere zum Schutz von Schraubenfederelementen der Abfederung dienen können. Es könnten gemeinsam mit dem beschriebenen Abfederungssystem auch noch übliche Stabilisatoren verwendet werden, um Seitenneigungen des Fahrzeugauf-
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zwischen dem Fahrzeugrahmen und dem Lenker zwecks Verhinderung des Wegspringens des Lenkers und darauffolgenden Anstossen angeordnet werden.
Im Rahmen anderer Ausgestaltungen könnte man mit einem beschriebenen Abfederungssystem ein am Instrumentenbrett des Fahrzeuges angeordnetes Anzeigegerät kombinieren, welches über entsprechende Übertragungsmittel den Belastungsgrad des Fahrzeuges bzw die jeweilige Bodenfreiheit desselben anzeigt.
Weiterhin könnte der Steuermotor, der in den Ausführunbeispielen entweder als Elektromotor oder als hydraulisch arbeitender Motor beschrieben ist, auch als pneumatisch arbeitender Motor ausgebildet sein, der dann in einfacher Weise an ein übliches Druckluftsystem, z. B. an den Bremsluftbehälter des Fahrzeuges angeschlossen ist. Zur Steuerung könnte - über eine entsprechende Kupplung - der Antriebsmotor des Fahrzeuges ausgenutzt sein.
Es könnte auch eine einzige Schraubenfeder mit unterschiedlicher Steigung oder mit kegelmantelförmiger Gestalt oder schliesslich auch eine Kombination ineinandergefügter Schraubenfedern verwendet werden, von der ein Teil erst nach einer bestimmten Durchfederung anderer Federn zum Tragen kommt. Ähnlich könnten die überhöhten, schraubenlinien-oder spiralförmigen Führungsbahnen gleichmässige oder ungleichmässige Steigung aufweisen oder zwecks einfacherer Herstellung durch an Kreisbögen angenäherte Formen ersetzt werden.
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