DE1127729B

DE1127729B - Abrollkoerper aus Metall, Gummi oder Kunststoff fuer einen Stuelpbalg von Luftfedern, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1127729B
Application number: DE1957P0017997
Authority: DE
Inventors: Hellmut Lerbs
Original assignee: Phoenix Gummiwerke AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1957-02-19
Filing date: 1957-02-19
Publication date: 1962-04-12

Description

Abrollkörper aus Metall, Gummi oder Kunststoff für einen Stülpbalg von Luftfedern, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen Abrollkörper aus Metall, Gummi oder Kunststoff für einen Stülpbalg von Luftfedern, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei der Kopf des Abrollkörpers einen kleineren Durchmesser als der Fuß aufweist.
Die moderne Fahrzeug-Technik wünscht Federkennungen bzw. Eigenfrequenzen im mittleren Arbeitsbereich, die durch bisher bekannte Luftfedertypen nicht erreicht werden können. Der Grund ist darin zu suchen, daß bisher beim Abrollvorgang einer Stülpfeder die Wirkfläche zwangsläufig konstant blieb. Die Volumenänderung bzw. der daraus resultierende Druckabfall bzw. Druckanstieg bestimmte damit allein die Größe der Federkennung. Es ist durch Berechnung nachweisbar, daß sich mit Hilfe dieses Prinzips die vom modernen Kraftfahrzeugbau geforderten Kennungen bzw. Frequenzen nicht erreichen lassen.
Bei Luftfedern sind bereits Abrollkörper der eingangs beschriebenen Art mit annähernd kegelförmiger Gestalt bekanntgeworden. Der Querschnitt des kegelförmigen Abrollkörpers kann dabei im Ausfederungsbereich in eine zylindrische Gestalt übergehen und zum Fuß hin über einen Knick oder über eine Stufe eine Verbreiterung des kegelförmigen Fußes aufweisen.
Bewegt sich ein Luftfederstülpbalg auf einem solchen Abrollkörper, so nimmt die Wirkfläche ständig zu oder bleibt höchstens im oberen Einfederungsbereich konstant. Die Folge davon ist, daß die Federcharakteristik in jedem Stadium von der Belastung des Fahrzeugs abhängig ist und mit zunehmender Belastung ansteigt. Auf keinen Fall ist in dem normalen Belastungsbereich der Luftfeder deren Verhalten unveränderlich. Im praktischen Gebrauch des Kraftfahrzeugs ergibt sich damit ein von deren Belastung zusätzliches abhängiges Fahrverhalten und damit eine unerwünschte Unsicherheit.
Demgegenüber wird in der Erfindung eine Lösung für einen Abrollkörper vorgeschlagen, die diese Nachteile beseitigt. Die Erfindung geht aus von einem Abrollkörper aus Metall, Gummi oder Kunststoff für Stülpbalg von Luftfedern, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei der Kopf des Abrollkörpers einen kleineren Durchmesser als der Fuß aufweist. Das Neue besteht an dem Abrollkörper darin, daß die Mitte des Abrollkörpers eine Einschnürung mit kleinerem Durchmesser, als dem Durchmesser von Kopf und Fuß des Abrollkörpers entspricht, aufweist und die Verjüngung von Kopf und Fuß stetig verläuft. Der unterschiedliche Durchmesser des Abrollkörpers in seinem oberen und unteren Teil berücksichtigt, daß die von der Feder aufzunehmende Federarbeit beim Eindrücken grundsätzlich größer ist als bei den nachfolgenden Ausschwingungen durch den Expansionsbereich. Durch die Einschnürungen des Abrollkörpers erreicht man eine besondere und neue Wirkung bei Luftfedern, die hauptsächlich in einer Verkleinerung der Effektivfläche des Abrollkörpers besteht. Dadurch wird der bei der Einfederung eintretende Druckanstieg kompensiert, so daß das Produkt aus Druckanstieg und Flächenverkleinerung in diesem Bereich des Abrollkörpers konstant bleibt. Auf diese Weise ist es möglich, äußerst niedrige Federkennungen bis zur Indifferenz zu erreichen. Man erhält also eine niedrige Schwingungsfrequenz, die mit anderen Mitteln bisher nicht erreicht wurde. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die hierdurch erzielten niedrigen Frequenzen unabhängig von der Belastung ihren Wert beibehalten. Die Kontur des Abrollkörpers folgt einer stetigen Kurve mit einer Funktion zweiten oder höheren Grades, wie sie beispielsweise beim Kreisbogen, beim Parabelbogen, bei der Ellipse, bei der Hyperbel oder ganz allgemein bei Potenzkurven vorliegt. Dadurch kann für jeden speziellen Einzelfall die gewünschte Progressivität der Federung erzielt werden.
Es ist nicht erforderlich, daß der obere und der untere Teil der Abrollkontur der gleichen mathematischen Funktion folgen.
Die Ausbildung der Abrollkontur nach einer elementaren mathematischen Funktion ermöglicht eine rechnerische Behandlung mit dem Ziel einer optimalen Synthese zwischen dem vom Kraftfahrzeugbau zu fordernden idealen Kennungsablauf und seiner praktischen Verwirklichung. Bei einer Sonderausbildung können im Abrollkörper horizontale, unabhängig voneinander unter Druck setzbare Kammern vorgesehen sein. Mittels dieser Maßnahme ist die Möglichkeit gegeben, jedem speziellen Straßenzustand gemäß Änderungen in der Charakteristik der Wirkfläche des Abrollkörpers zu erreichen.
Die Erfindung wird beispielsweise an einer Zeichnung erläutert. Sie zeigt einen Abrollkörper im Schnitt, der aus einem Metallfuß 1 und einer Kopfscheibe 2 besteht. Beide können mittels Bolzen 3 fest miteinander verbunden werden. Zwischen der Kopfscheibe 2 und der Fußscheibe 1 ist der Abrollkörper 4 vorgesehen, der mit ringförmigen Hohlkammern 5, 6 und 7 ausgestattet ist. Der obere Teil des Abrollkörpers 4 zeigt eine leichte Verjüngung zur Mitte hin. Der untere Teil weist dagegen eine stärkere Verbreiterung auf, die angenähert einem Hyperbelast folgt. Die Hohlräume 6 und 7 können durch die Zuführungen 8 und 9 unabhängig voneinander unter Druck gesetzt werden. Der Hohlraum 5 ist in diesem Fall nur vor dem Einbau des Abrollkörpers durch eine öffnung 10 zugänglich. Durch Einbringen einer Flüssigkeit in den oberen Teil des Abrollkörpers kann dieser je nach Druck verschieden verformt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Abrollkörper aus Metall, Gummi oder Kunststoff für einen Stülpbalg von Luftfedern, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei der Kopf des Abrollkörpers einen kleineren Durchmesser als der Fuß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte des Abrollkörpers eine Einschnürung mit kleinerem Durchmesser, als dem Durchmesser von Kopf und Fuß des Abrollkörpers entspricht, aufweist, und die Verjüngung von Kopf und Fuß stetig verläuft.
2. Abrollkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Abrollkörper horizontale, unabhängig voneinander unter Druck setzbare Kammern vorgesehen sind: In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 210 485.