DE1028435B

DE1028435B - Ausgleichsfederung fuer Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1028435B
Application number: DED20989A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Behles
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1955-08-01
Filing date: 1955-08-01
Publication date: 1958-04-17
Also published as: GB811235A; US3050316A; FR1153847A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine zwischen zwei Rädern oder Achsen eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, wirkende Ausgleichsfederung, also auf eine Federung, bei der sich bei einer Näherung des einen Rades an den Fahrzeugrahmen das andere Rad vom Fahrzeugrahmen entfernt. Derartige Federungen bedürfen zwecks Stabilisierung des Rahmens bezüglich Drehungen um seine waagerechte Querachse einer Stabilisierungseinrichtung, die meist in Form einer Zusatzfederung zwischen Rad oder Achse und Rahmen ausgebildet ist. Es sind derartige Ausgleichsfederungen bekannt, bei denen die Zusatzfederung selbsttätig verstellt wird und so wirkt, daß nach einer eingetretenen Änderung der statischen Belastung des Fahrzeugs die Entfernung zwischen dem einen Rad oder Achse, an dem die Zusatzfederung angreift, und dem Rahmen wieder auf den ursprünglichen Sollwert eingestellt wird. Derartige bekannte Ausgleichsfederungen haben den Nachteil, daß der Rahmen trotz der eben erwähnten Federungsverstellung in einer Schräglage und die Gesamtschwerpunktshöhe geändert bleibt, weil der Ausgleich nur an dem ersten Rad bzw. Achse stattfindet, an dem die einstellbare Zusatz- und Stabilisierungsfeder angreift.

Durch die Erfindung wird dieser Nachteil vermieden, indem eine weitere selbsttätige, auf eine Abweichung der Entfernung zwischen dem anderen, zweiten, nicht mit der Zusatzfederung in Verbindung stehenden Rad oder Achse und dem Rahmen vom Sollwert ansprechende Regeleinrichtung angeordnet ist, welche die wirksame Länge des den Ausgleich herstellenden, sich von dem einen Rad oder Achse bis zum anderen Rad oder Achse erstreckenden Systems nach eingetretener Änderung der statischen Belastung im Sinn einer Konstanthaltung der genannten Entfernung auf einen Sollwert ändert.

Auf diese Weise bleibt der Rahmen bei allen statischen Belastungsänderungen stets waagerecht in derselben gewünschten Höhenlage über der Fahrbahn.

Bei pneumatischen Ausgleichsfederungen, bei denen also die beiden Räder bzw. Achsen über ein kompressibles Mittel, vorzugsweise Luft, in Verbindung stehen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Regeleinrichtung einen pneumatischen Schalter enthält, der je nach der Richtung der Abweichung der Entfernung zwischen dem zweiten Rad oder Achse und dem Rahmen vom Sollwert das Druckmittel in das Ausgleichsfedersystem einströmen oder daraus entweichen läßt. Eine derartige Anordnung hat nicht nur den Vorteil, daß die Längenänderung des Ausgleichssystems auf eine sehr einfache Weise bewirkt wird, sondern auch, daß die Eigenschwingungszahl des Fahrzeugs bei allen Belastungen nahezu konstant ist. Dies hängt damit zusammen, daß für diese Eigen-Ausgleichsfederung für Fahrzeuge,
insbesondere Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,

Stuttgart-Untertürkheim,

Mercedesstr. 136

Dipl.-Ing. Franz Behles, Stuttgart-Untertürkheim,
ist als Erfinder genannt worden.

schwingungszahl sowohl die schwingende Masse als auch die Härte der Federung maßgebend ist und daß bei einer Luftfederung, die bei verschiedenen Belastungen in der gleichen Stellung steht, wobei also in diesen gleichen Stellungen jeweils ein verschiedener Luftdruck herrscht, die Federhärte gerade proportional der Belastung ist.

Um eine einheitlich aufgebaute Konstruktion zu erhalten, empfiehlt es sich, bei derartigen erfindungsgemäßen pneumatischen Federungen auch die Zusatzfederung als pneumatische Federung auszubilden. Der Druckraum dieser Federung wird dann mit Hilfe eines pneumatischen Schalters gefüllt bzw. entleert, der bei Abweichungen der Entfernung zwischen dem ersten Rad oder Achse und dem Rahmen vom Sollwert betätigt wird. Eine besonders günstige, raumsparende Anordnung ergibt sich hierbei, wenn die Druckräume der pneumatischen Ausgleichsfederung und der pneumatischen Zusatzfederung von Bälgen begrenzt sind, von denen der eine, vorzugsweise der Balg der Zusatzfederung, den anderen umschließt. In anderen Fällen kann es vorteilhafter sein, wenn die beiden Bälge in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander, vor und hinter der Achse, angeordnet sind.

Um zu vermeiden, daß der erfindungsgemäße Mechanismus im Fahrbetrieb bei jeder Relativbewegung der Räder bzw. Achsen gegenüber dem Rahmen sofort anspricht, um also zu erreichen, daß er nur dann anspricht, wenn eine dauernde Änderung der statischen Belastung eingetreten ist, wird weiterhin vorgeschlagen, daß die selbsttätigen Regeleinrichtungen für die Zusatzfederung und für die wirksame Länge des Ausgleichssystems in an sich bekannter Weise erst dann wirksam werden, wenn das Rad oder die Achse eine

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gewisse Zeit lang in einer vom Sollwert abweichenden werden beide hinteren Luftfedern im gleichen Sinne Entfernung vom Rahmen gestanden ist. durch die Leitung 24 und eine entsprechende Leitung

Die erfmdungsgemäße Längenänderung des Aus- 28 beaufschlagt.

gleichssystems läßt sich bei Ausgleichsfederung mit Die Wirkungsweise der Ausgleichsfederung bei

mechanischen Federn nach einem weiteren Merkmal 5 Änderung der statischen Belastung ist folgende: Die der Erfindung so verwirklichen, daß die Regeleinrich- Hinterachse bewegt sich zunächst auf den Rahmen 1 tung einen hydraulischen Schalter enthält, der je nach zu, so daß der Hebel 27 im Uhrzeigersinne verder Richtung der Abweichung der Entfernung zwischen schwenkt wird, wodurch von der Zuführungsleitung dem zweiten Rad oder Achse und dem Rahmen vom 29 kommende Druckluft über die Leitungen 24 bzw.' Sollwert ein im wesentlichen unzusammendrückbares io 28 in die Zusatzlufträume der Hinterradfederungen Druckmittel in ein hydraulisches Übertragungsglied gelangt. Die Hinterachse 8 entfernt sich infolgedessen einströmen oder daraus entweichen läßt, welches in so lange wieder vom Rahmen 1, bis der Hebel 27 das die mechanischen Federn enthaltende Ausgleichs- waagerecht steht und der gewünschte ursprüngliche gestänge eingeschaltet ist. Hierbei kann das hydrau- Abstand (Sollwert) der Hinterachse 8 vom Rahmen 1 lische Übertragungsglied aus einem insgesamt mit 15 wieder eingestellt ist. Vorteilhafterweise wird hierbei dem Ausgleichsgestänge beweglichen Zylinder-Kolben- der Hebel 27 nicht direkt die Schaltung der Druckluft Aggregat bestehen. Es ist aber auch möglich, den vornehmen, sondern unter Zwischenschaltung einer Zylinder fest am Rahmen anzuordnen und zwei mit Verzögerungseinrichtung, so daß die Regeleinrichtung dem Ausgleichsgestänge verbundene Kolben darin nicht bei jeder relativen Bewegung der Hinterachse 8 gleiten zu lassen. Hierbei ergibt sich die Möglichkeit, 20 gegenüber dem Rahmen 1, was im Fahrbetrieb ständig daß im Zylinderraum zwischen den beiden Kolben ein der Fall ist, anspricht. Auf die eben beschriebene Drosselquerschnitt angeordnet ist. Die Ausnutzung Weise ist trotz zunehmender statischer Belastung an des ohnehin vorhandenen Zylinders zu einer Drossel- der Hinterachse der Sollzustand wieder erreicht worvorrichtung hat den großen Vorteil, daß die um die den; der Rahmen würde sich aber entsprechend der waagerechte Querachse des Fahrzeugs auftretenden 25 zusätzlichen Belastung auch der Vorderachse in einer Nickschwingungen, welche von der reinen Ausgleichs- Schräglage nach vorn unten befinden, wenn sich hierfederung an sich nicht unterdrückt werden können, bei nicht der Hebel 18 im Gegenzeigersinne geschwenkt ohne großen baulichen Mehraufwand gedämpft werden. hätte, so daß Druckluft von der Leitung 20 in die Aus-Selbstverständlich läßt sich diese Dämpf ung der gegen- gleichsleitung 14 und entsprechend auch in die Leitung läufigen Bewegung der Räder bzw. Achsen auch be- 30 13 und somit auch in die Luftfedern 10 und 12 bzw. 9 sonders leicht bei einer rein pneumatischen Ausgleichs- und 11 gelangt wäre. Auf diese Weise wird auch die federung durchführen. Vorderachse wieder in die Sollentfernung vom Rah-

Vorteilhafterweise ist dann in dem Verbindungs- mengebracht. Die Rückwirkung dieser Druckerhöhung gestänge zwischen jedem Kolben und dem zugehörigen in dem Luftfeder- und Ausgleichssystem auf die hin-Rad oder Achse je eine Federung zwischengeschaltet. 35 teren Federn 11 und 12 wird durch die hinteren Zu-Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung satz-Luftfedern kompensiert, so daß im Endergebnis sind den im folgenden beschriebenen Ausführungsbei- das äußere, geometrische Bild der Federung dasselbe spielen zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt ist wie im Zustand ohne Belastung.

Fig. 1 schematisch die Seitenansicht und Bei der Konstruktion nach Fig. 3 sind die beiden

Fig, 2 die Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug-Fahr- 4° Räder 51 und 52 je an Winkelhebeln 53 und 54 gegestell mit einer erfindungsgemäßen Ausgleichsfede- lagert, die ihrerseits um am Rahmen feste Achsen 55 rung unter Verwendung einer vollpneumatischen An- und 56 schwenkbar sind. Der freie Arm jedes Winkellage; hebeis ist über ein federndes Gestänge mit je einem Fig. 3 stellt die Seitenansicht einer erfindungs- Kolben 57 bzw. 58 verbunden. Die Federung besteht gemäßen Ausgleichsfederung mit mechanischen Federn 45 je aus einer Hauptfeder 59 bzw. 60 und einer erst nach schematisch dar. einem gewissen Weg der Hauptfeder in Wirkung In den Fig. 1 und 2 ist der Fahrzeugrahmen mit 1 kommenden Zusatzfeder 61 bzw. 62. Die Kolben 57 bezeichnet. Die Vorderräder 2 und 3 sind an Halb- und 58 gleiten in einem rahmenfesten Zylinder 63, der achsen 4 und 5 befestigt; die Hinterräder 6 und 7 be- durch eine Scheibe 64 mit einer Drosselbohrung 65 finden sich an der Hinterachse 8. Jedem der vier 50 unterteilt ist. Jeder der Winkelhebel 53 und 54 steuert Räder 2, 3, 6 und 7 ist eine Luftfeder 9, 10, 11 und 12 einen hydraulischen Schalter 65 bzw. 66 mit dem zugeordnet. Die Luftfedern jeder Fahrzeugseite sind Druckmittelzufluß 67 bzw. 68 und dem Abfluß 69 bzw. durch eine Ausgleichsleitung 13 bzw. 14 verbunden. 70. Der Schalter 65 versorgt über die Leitung 71 den Die Ausgleichsleitungen besitzen eine Drosselstelle 15 Raum zwischen den Kolben 57 und 58 mit Drucköl, bzw. 16. Die relative Bewegung der vorderen Halb- 55 während der Schalter 66 über die Leitung 72 einen achse 5 gegenüber dem Rahmen 1 — für die Halb- rahmenfesten Zylinder 73 mit Drucköl versorgt, in achse 4 gilt das Entsprechende — wird durch eine welchem ein Kolben 74 gleitet. Dieser Kolben 74 ist Schubstange 17 und einen Hebel 18 auf einen pneu- über eine Hauptfeder 75 und eine Zusatzfeder 76 mit matischen Schalter 19 übertragen. Je nach der Stel- dem Schwinghebel 54 bzw. der Achse 77 verbunden, lung des Hebels 18 läßt der pneumatische Schalter 19 60 Die Wirkungsweise der Federung ist folgende: Druckkift aus der Zuführleitung 20 in die Ausgleichs- Nach eingetretener statischer Belastung hat sich der leitung 14 eintreten oder durch die Leitung 21 daraus Winkelhebel 54 im Gegenzeigersinne verdreht, Dabei entweichen. Der Balg 22 der Luftfeder 12 für das ist auch der hydraulische Schalter 66 betätigt worden, Hinterrad 7 wird durch einen zweiten Balg 23 umfaßt. der so lange Drucköl aus der Leitung 68 in den Zylin-Der Luftraum zwischen den beiden Bälgen 22 und 23 65 der 73 eintreten läßt, bis der Kolben 74 so weit nach dient als Zusatzfeder und ist über eine Leitung 24 mit unten gedrückt ist, daß der rechte Schenkel des Wineinem pneumatischen Schalter 25 verbunden. Betätigt kelhebels 54 wieder waagerecht liegt. Der auf das Rad wird dieser Schalter über eine Schubstange 26 und 51 entfallende Teil der Belastung hat zunächst auch einen Hebel 27 in Abhängigkeit von der Stellung der den Winkelhebel 53 um Uhrzeigersinne verstellt. Diese Hinterachse 8 gegenüber dem Rahmen 1. Hierbei 70 Verstellung ist jedoch dadurch ausgeglichen worden,

daß über den hydraulischen Schalter 65 und die Leitung 71 Drucköl so lange in den Raum zwischen den beiden Kolben 57 und 58 eingepreßt worden ist, bis unter Zusammendrückung der Federn 59 bis 62 die ursprüngliche Lage auch des Winkelhebels 53 wiederhergestellt wurde.

Beiden beschriebenen Anlagen ist gemeinsam, daß in dem Ausgleichssystem eine pneumatische bzw. hydraulische Drosselstelle 15/16 bzw. 65' vorgesehen ist. Mit deren Hilfe werden Nickschwingungen des Rahmens gegenüber der Fahrbahn, bei denen das Übertragungsmedium in den Leitungen 13/14 bzw. im Zylinder 63 hin und her wandern muß, wirksam und ohne großen Bauaufwand gedämpft.

Die Erfindung ist keineswegs auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann die Ausgleichsfederung - zwischen beliebigen Rädern oder Achsen angeordnet sein, also z. B. auch von vorn rechts nach vorn links oder von vorn rechts nach hinten links usw. Ebenso können alle Arten von Federn, also außer den beschriebenen Luft- bzw. Schraubenfedern z. B. auch Torsionsfedern, Blattfedern od. dgl. verwendet werden. An Stelle der pneumatischen Mittel können selbstverständlich gegebenenfalls auch zusammendrückbare flüssige Medien benutzt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Zwischen zwei Rädern oder Achsen eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, wirkende Ausgleichsfederung, bei der eine auf das eine der Räder oder Achsen wirkende, selbsttätig verstellbare Zusatzfederung zwischen Rad oder Achse und Fahrzeugrahmen angeordnet ist, die nach eingetretener Änderung der statischen Belastung die Entfernung zwischen Rad oder Achse und Rahmen wieder auf den Sollwert einstellt, gekennzeichnet durch eine selbsttätige, auf eine Abweichung der Entfernung zwischen dem anderen, nicht mit der Zusatzfederung (23) in Verbindung stehenden Rad oder Achse (4 bzw. 5) und dem Rahmen (1) vom Sollwert ansprechende Regeleinrichtung (17 bis 19), welche die wirksame Länge des den Ausgleich herstellenden, sich von dem einen Rad oder Achse (4 bzw. 5) bis zum anderen Rad oder Achse (8) erstreckenden Federungssystems (9/13,10/14) nach eingetretener Änderung der statischen Belastung im Sinne einer Konstanthaltung der genannten Entfernung auf einen Sollwert ändert.

2. Pneumatische Ausgleichsfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (17 bis 19) einen pneumatischen Schalter (19) enthält, der je nach der Richtung der Abweichung der Entfernung zwischen dem nicht mit der Zusatzfederung (23) in Verbindung stehenden Rad oder Achse (4 bzw. 5) und dem Rahmen (1) vom Sollwert das Druckmittel in das Ausgleichsfederungssystem (9/13,10/14) einströmen oder daraus entweichen läßt.

3. Ausgleichsfederung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzfederung (23) als pneumatische Federung ausgebildet ist, deren Druckraum mit Hilfe eines pneumatischen Schalters (25) gefüllt bzw. entleert wird, der bei Abweichungen der Entfernung zwischen dem ersten Rad oder Achse (8) und dem Rahmen (1) vom Sollwert betätigt wird.

4. Ausgleichsfederung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckräume der pneumatischen Ausgleichsfederung und der pneumatischen Zusatzfederung von Bälgen begrenzt sind, von denen der eine, vorzugsweise der Balg (23) der Zusatzfederung, den anderen (22) umschließt.

5. Ausgleichsfederung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckräume der pneumatischen Ausgleichsfederung und der pneumatischen Zusatzfederung von Bälgen begrenzt sind, die in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander, vor und hinter der Achse, angeordnet sind.

6. Ausgleichsfederung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätigen Regeleinrichtungen für die Zusatzfederung (25 bis 27) und für die wirksame Länge des Ausgleichssystems (17 bis 19) in an sich bekannter Weise erst dann wirksam werden, wenn das Rad oder die Achse (4, 5, 8) infolge einer Änderung der statischen Belastung eine gewisse Zeit lang in einer vom Sollwert abweichenden Entfernung vom Rahmen (1) gestanden ist.

7. Ausgleichsfederung mit mechanischen Federn, nach Anspruch 1, 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung einen hydraulischen Schalter (65) enthält, der je nach der Richtung der Abweichung der Entfernung zwischen dem nicht mit der Zusatzfederung (75,76) in Verbindung stehenden Rad (51) oder Achse und dem Rahmen vom Sollwert ein im wesentlichen unzusammendrückbares Druckmittel in ein hydraulisches Übertragungsglied einströmen oder daraus entweichen läßt, welches in das die mechanischen Federn (59 bis 62) enthaltende Ausgleichsgestänge eingeschaltet ist.

8. Ausgleichsfederung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Übertragungsglied aus einem insgesamt mit dem Ausgleichsgestänge beweglichen Zylinder-Kolben-Aggregat besteht.

9. Ausgleichsfederung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Übertragungsglied (63) aus einem rahmenfesten Zylinder mit zwei darin gleitenden Kolben (57., 58) besteht.

10. Ausgleichsfederung mit einem hydraulischen oder pneumatischen Übertragungsmittel, insbesondere nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämpfung der gegenläufigen Bewegungen der Räder bzw. Achsen ein gegebenenfalls einstellbarer Drosselquerschnitt (15,16 bzw. 65') für das Übertragungsmittel vorgesehen ist.

11. Ausgleichsfederung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselquerschnitt (65') im Zylinderraum zwischen den beiden Kolben (57, 58) angebracht ist, von denen jeder unter Zwischenschaltung einer Federung (59, 61 bzw. 60, 62) mit einem der Räder (51 bzw. 52) oder Achsen verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 837 551, 929 465, 846;

USA.-Patentschrift Nr. 2 607 611; Zeitschrift »Last-Auto und Omnibus«, Stuttgart,

Nr. 6, 1. Tuni 1955, S. 258, 260 und 262, insbesondere

S. 258, rechte Spalte, Zeile 11 bis 14.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen