DE411160C - Abfederung fuer Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Federung für Fahrzeuge aller Art, wie Eisenbahnfahrzeuge, Personen- und Lastkraftwagen, Fahrräder, von Tieren gezogene Fahrzeuge, Kinder- und Krankenwagen, Rollstühle, Fahrgestelle für Flugzeuge u. dgl.

Die Federung nach der Erfindung nimmt

die auf das Rad kommenden Stöße vollständig auf und bewirkt ein so leichtes Fahren, daß

ίο eine sonstige Federung oder ein Luftreifen überflüssig wird.

Nach der Erfindung ist das Rad in einer Gabel gelagert, die die Achse trägt, und es sind zwei Exzenter angeordnet, die gleichzeitig in entgegengesetztem Sinne wirken, und beide stehen unter dem Einfluß von Federn, die der Belastung angepaßt sind. Diese Federn nehmen die Stöße auf, die sonst durch die Achse auf das Wagengestell übertragen wurden, an dem die Gabel befestigt ist. Das eine Exzenter ist in der Nabe des Rades angeordnet, während das andere in der Gabel liegt und als Lager für die Achse dient.

Das in der Nabe angeordnete Exzenter ist mit zwei aufeinander befestigten Zahnbogen verbunden, über die Ketten führen. Die eine von diesen ist durch eine Feder gespannt, die mit ihrem anderen Ende an der Gabel befestigt ist, während die andere Kette über ein kleines an der Gabel angebrachtes Kettenrad geht und zu dem einen Zahnbogen des in der Gabel liegenden Exzenters führt. Letzteres Exzenter trägt ebenfalls zwei Zahnbogen, die aber nicht aufeinander befestigt, sondern so miteinander verbunden sind, daß das eine Exzenter die Verlängerung des anderen bildet. Das eine von diesen Exzentern, von dem \ schon die Rede war, ist durch die Kette mit eiern doppelten Zahnbogen des Exzenters der Nabe verbunden, während das andere, das auf der gegenüberliegenden Seite liegt und den gleichen Durchmesser hat, eine Kette trägt, die an eine an der Gabel befestigte, der ersteren gegenüberliegende Feder angeschlossen ist. Diese Federn wirken also gleichzeitig und in entgegengesetztem Sinne in der Weise, daß sie beide die Bewegungen des Rades annehmen, wenn dieses ein Hindernis oder eine Rinne trifft und sich dadurch nach oben oder nach unten bewegt.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, darin ist:

Abb. ι ein wagerechter Schnitt durch ein Rad eines Fahrzeuges oder eines Fahrrades, das mit der Vorrichtung nach der Erfindung I versehen ist,

Abb. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach der Erfindung in Verbindung mit einem Wagenrade,

Abb. 3 eine schematische Darstellung der Exzenter und der Zahnbogen in ihrer Ruhestellung,

j Abb. 4 eine der Abb. 3 entsprechende Dar- !. stellung der Zahnbogen und ihrer Ketten in ^: der Stellung, in die sie beim Fahren über ein Hindernis gehen,

j Abb. 5 eine der Abb. 3 entsprechende Darstellung in der Stellung, die die Teile einnehmen, wenn das Rad in eine Rinne einsinkt,

Abb. 6 ein senkrechter Schnitt durch die an den Hinterrädern eines Kraftwagens angebrachte Vorrichtung nach der Erfindung,

Abb. 7 eine Einzelheit der Abb. 6 in senkrechtem Schnitt, aus der die Anordnung der Nabe eines der Hinterräder zu ersehen ist. Bei dem in Abb. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Radachse 1 mit zwei einander gleichen exzentrischen Teilen 2 versehen, auf denen die Nabe 3 des Rades mit Kugellagern 4 läuft. An jedem der Exzenj ter 2 sind zwei aufeinanderliegende und fest miteinander verbundene Zahnbogen 5 und 6 angebracht, von denen der Zahnbogen 5 mit einer Kette 7 (Abb. 2) verbunden ist, die mit ihrem einen Ende an dem Zahnbogen und mit ihrem anderen Ende an einer Stange 8 angreift, die auf eine Federbuchse 8^a wirkt. Die Federbüchse hängt an einem festen Teil des Wagengestells, beispielsweise am oberen Ende einer mit dem Wagengestell fest verbundenen Gabel 9. Die Gabel greift, wie aus Abb. ι und 2 ersichtlich ist, zu beiden Seiten um das Rad herum und trägt die Achse 1 des letzteren. Die Achse 1 ist in der Gabel 9 in einem Exzenter 10 gelagert, dessen exzentrischer Teil in der Ruhelage wagerecht steht, ebenso wie das Exzenter 2 der Nabe und in gleicher Richtung wie dieses (Abb. 1). Auf dem Exzenter 10 sind zwei Zahnbogen 11 und 12 einander gegenüberstehend befestigt, von denen der Zahnbogen 11 eine Kette 13

trägt, die über ein kleines Zahnrad 14 an der Gabel 9 zu dem Zahnbogen 6 der Nabe geführt ist. Von dem anderen Zahnbogen 12 geht eine Kette 15 zu einer Feder 16, die an einem festen Punkt der Gabel 9, der Feder 8^a gegenüber, hängt.

Bei der angegebenen Anordnung lassen sich die Federn 8^a und 16 leicht abnehmen, z. B. wenn man sie gegen stärkere- oder schwächere Federn, je nach der Belastung des Fahrzeuges, auswechseln will. Man braucht alsdann nur die betreffende Stange 8 aus der mit ihr verbundenen Kette auszuhaken und den Verschlußkopf 8⁶ der Federbüchse (Abb. 3 bis 5) herauszuschrauben. Das Anbringen der Federn geht ebenfalls leicht vonstatten. Man kann auch, wenn der Unterschied der Belastung nicht erheblich ist, die Federn unmittelbar regeln, indem man beispielsweise ihren Befestigungspunkt an der Gabel verschiebt. Zu diesem Zweck sind die Vorrichtungen, mit der die Federn an der Gabel befestigt sind, in Schlitzen 9° verschiebbar.
In den Ausführungsbeispielen nach Abb. 3 bis 5 werden die Federn zusammengedrückt, jedoch kann man auch die Federn so anordnen, daß sie auf Zug beansprucht werden. Damit sich das Exzenter 10 in der Gabel 9 leicht drehen kann, ist es in einem Kugel- oder Rollenlager 17 gelagert. Bei der angegebenen Anordnung und insbesondere durch die Wirkung des Kettenzugs zwischen den Zahnbogen 6 und 11 der beiden Exzenter 2 und 10, sind die Bewegungen der letzteren derartig miteinander verbunden, daß, wenn sich das eine Exzenter dreht, das andere eine Drehung im entgegengesetzten Sinne macht. Läuft nun das Rad über ein Hindernis, so sucht es sich zu heben und dabei das Exzenter 2 mitzunehmen. Das Rad kann sich aber nicht in gerader Richtung nach oben verschieben, da seine Nabe auf den exzentrischen Teilen der Achse ι läuft, und es beschreibt daher einen Bogen entsprechend dem Durchmesser der Exzentrizität. Diese radiale Verschiebung wird ausgeglichen und in eine senkrechte Verschiebung umgewandelt durch die Exzenter 10, die zu beiden Seiten des Rades in den beiden Armen der Gabel 9 liegen. Wenn sich nämlich die Exzenter 2 heben, so gehen ihre Zahnbogen 5 und 6 nach unten, die Zahnbogen 5 wirken durch ihre Ketten 7 auf die Federn 8° und drücken sie zusammen, während die Bewegung der Zahnbogen 6 durch die Ketten 13, die die mit den Zahnbogen 5 vereinigten Zahnbogen 6 mit dem Zahnbogen 11 verbinden, auf letztere übertragen wird. Die Exzenter 10 drehen sich auf diese Weise um sich selbst in der Gabel 9, die den festen Teil der Federung bildet, und verschieben bei ihrer Bewegung die Achse 1 in der Weise, daß diese einen Kreisbogen, in umgekehrtem Sinne beschreibt, wie der, zu dem sie durch das Exzenter 2 gezwungen wurde. Diese beiden Bewegungen setzen sich derartig zusammen, daß sich das Rad in senkrechter Richtung verschiebt, ohne daß dadurch irgendein Stoß auf die Gabel und weiterhin auf das Wagengestell übertragen wird.

Da die Verschiebung der Räder bei einem Stoß, beispielsweise wenn das Rad über ein Hindernis hinweg oder durch einen Rinnstein hindurchgeht, sich in senkrechter Richtung vollzieht, kann man diese Vorrichtung bei den Antriebsrädern von Kraftwagen verwenden, ohne daß dadurch der Antrieb benachteiligt wird.

Eine derartige Verwendung der Vorrichtung ist in Abb. 6 und 7 dargestellt. Wie aus Abb. 6 zu ersehen ist, ist das Differentialgetriebe 17' über Kardangelenke und Wellen

18 mit den Enden von Wellen 19 verbunden, die auf diese Weise vom Motor angetrieben werden und die Bewegung durch Zahnräder 20 auf die Wagenräder übertragen.

Auf der Nabe des Rades sitzt ein Zahnrad 21, das in das Zahnrad 20 eingreift. Um diese beiden Zahnräder in dem richtigen Abstand voneinander zu halten, so daß sie nicht zu tief ineinander greifen können, sind auf der Welle

19 und der Nabe 3 Scheiben 22 und 23 angebracht, die zur Vereinfachung der Montage auch mit den betreffenden Teilen aus einem Stück bestehen können. Die Welle 19 ist in einem Stein 24 gelagert, der sich in einer Kulisse in der Gabel 9 bewegen kann. Der Stein wird in seiner Ruhestellung in der Kulisse durch eine oder mehrere Federn 25 gehalten, die in der Längsrichtung der Gabel 9 liegen und auf den Stein drücken. Die Nabe 3 ist in gleicher Weise wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel mit einem Exzenter versehen, während die Achse 1 in der Gabel 9 in einem zweiten Exzenter ruht. Die Stärke der Federn 25 ist so bemessen, daß sei beim Fahren mit normaler Belastung halb zusammengedrückt sind und ihre Exzenter in der Mittelstellung (Abb. 3 und 6) halten. Wenn nun das Rad beim Fahren über ein Hindernis oder beim Einsinken in eine Rinne einen Stoß erhält, so bewegt es sich nach unten oder nach oben, wobei es das Exzenter 2 mitnimmt. Das Exzenter 10 der Gabel verschiebt gleichzeitig die Achse 1, jedoch in entgegengesetztem Sinne, wodurch der beabsichtigte Ausgleich hervorgerufen wird. Während aber nun durch dfe Bewegung des Exzenters 2 das Zahnrad 21 sich nach oben oder nach unten bewegt, muß das in dieses Zahnrad eingreifende Zahnrad 20 sich gleichzeitig verschieben und der Bewegung folgen, damit der Eingriff zwischen beiden Zahnrädern

stets der richtige ^leibt. Diese Bewegung des Zahnrades 20 wird dadurch ermöglicht, daß der Stein 24 sich in der Gabel 9 gegen den Druck der Federn 25 verschieben kann. Der | Eingriff der Zahnräder 20 und 21 bleibt also stets normal, während sie an einem zu tiefen Eingriff durch die mit ihnen verbundenen Abstandsscheiben 22 und 23 gehindert werden. Zwischen den Stein 24 und die Welle 19 kann noch ein Kugellager eingeschaltet werden. Wie ersichtlich, kann sich bei der beschrie- ' benen Vorrichtung, wenn eines der Räder auf j ein Hindernis trifft oder in eine Rinne einfällt, dieses Rad senkrecht verschieben, ohne irgendwie die Achsen oder die anderen Räder zu beeinflussen, so daß das Fahrzeug in Ruhe bleibt.

Fernerhin ist bei dieser Vorrichtung, da sich beim Auftreffen des Rades auf ein Hindernis nur das Rad verschiebt, die dabei zu hebende Last wesentlich geringer als bei anderen Anordnungen, bei denen das Rad, die Achse und die damit verbundenen Teile gehoben werden müssen, um über das Hindernis hinwegzukommen. Die Vorrichtung nach der , Erfindung vermindert also auch die nicht abgefederte Last.

Jede Gefahr eines Bruches wird dadurch ausgeschlossen, daß die Achsen der Räder auf beiden Seiten von Gabeln gehalten werden, die am Wagengestell befestigt sind. Die Er- ■ schütterungen des Wagengestells sind wesentlich geringer als gewöhnlich und verschwinden fast vollständig. Man kann daher statt der üblichen Luftreifen volle oder hohle Gummireifen verwenden.

Einzelheiten an der beschriebenen Vorrich- ^: tung können abgeändert werden, ohne von '■ dem Sinn der Erfindung abzuweichen. So können zum Beispiel, wenn es sich um freie , Räder, wie die Vorderräder eines Kraft- | wagens oder die Räder eines von Tieren gezogenen Wagens handelt, die beiden Exzenter voneinander unabhängig und nicht, wie bei j den beschriebenen Beispielen, durch eine Kette verbunden sein, denn der Ausschlag ihrer Bewegungen ist ungefähr gleich und erfolgt auch mit einer für den vorliegenden ^: Zweck genügenden Gleichzeitigkeit. Ferner können die Scheiben, die ein zu tiefes Eingreifen der Zahnräder 20 und 21 (Abb. 7) ineinander verhindern sollen, durch jede zu dem gleichen Zweck geeignete Vorrichtung ersetzt werden, beispielsweise durch eine ! Stange, die zwei auf Kugellagern laufende Ringe auf den beiden Zahnrädern miteinander verbindet. Die Federn 25 werden dabei fort- ' gelassen. i

Claims (4)

1. Paten t-An Sprüche:

   i. Abfederung für Fahrzeuge, bei denen Stöße und Erschütterungen auf das Wagengestell durch Federn abgefangen werden, gekennzeichnet durch eine Gabel (9), in der die Achse (1) des Rades gelagert ist, und zwei Exzenter (2 und 10), von denen sich das eine in der Radnabe befindet und das andere in der Gabel die Achse umgibt und die gleichzeitig in entgegengesetztem Sinne ausschlagen, und die beide mit Federn (8^a und 16) verbunden sind, die auf der einen und anderen Seite der Gabel liegen und der Belastung entsprechend bemessen sind.
2. 2. Abfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Nabe liegende Exzenter (2) sich auf der Radachse (i) befindet und mit zwei aufeinander befestigten Zahnbogen (5, 6) verbunden ist, von denen der eine (5) durch eine Kette (7) mit einer Ausgleichsfeder (8^a) verbunden ist, während das Exzenter (10) in der Gabel mit zwei einander gegenüberstehenden Zahnbogen (11, 12) zusammenhängt, von denen der eine (11) durch eine Kette (13) mit dem Zahnbogen (6) der Nabe auf der gleichen Seite zusammenhängt und der andere (12) durch eine Kette (15) mit einer Ausgleichsfeder (16) verbunden ist, die sich an der Gabel (9) auf der anderen Seite wie die Ausgleichsfeder (8^a) der Nabe befindet.
3. 3. Abfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Exzenter (10) der Gabel (9) in dieser drehen kann und dabei der in ihm gelagerten Achse (1) und dem auf dieser sitzenden Exzenter (2) eine kreisbogenförmige Bewegung erteilt, die der Bewegung des Rades bei einem Stoß entgegengesetzt gerichtet ist.
4. 4. Ausführungsform der Abfederung nach Anspruch 1 für die Hinterräder von Kraftwagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle des Zahnrades (20), das in das Zahnrad (21) auf der Radnabe eingreift, in einem Stein (24) gelagert ist, der sich in einer Kulisse der Gabel (9) bewegt und unter dem Einfluß einer oder mehrerer Federn (25) steht, die die beiden Zahnräder (20, 21) im Eingriff miteinander halten, während ein zu tiefer Eingriff durch mit den Zahnrädern verbundene Scheiben (22, 23), die sich aufeinander abwälzen, verhindert wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.