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Pneumatische Federung für Straßen- und Schienenfahrze#uge
- Die Erfindun- bezieht sich auf eine pneumatische Federung für Straßen-
und Schienenfahrzeuge.
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Pneumatische Federungssysteme sind bereits bekannt, bei denen der
ganze Raum zwischen Radnahe und Radfelge von elastischen Niederdruckluftkaminern
eingenommen wird, welche die Kräfte von der Nabe au#-die Felge übertragen. In der
Praxis wurde festgestellt, daß dergleichen Luftkaminern an der Nabe einen zu kleinen
Durchniesser besitzen, um die Kräfte, welche beim Bremsen und Beschleunigen auftreten,
in geei 'gneter Weise zu übertragen, so daß die Luftkammern anfangen, auf der Nabe
zu schlüpfen.
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Uni diese Mängel zu beheben und dennoch eine el ,genügend -roße Federun-
zu bekommen, wird die Niederdruckluftkammer gemäß der Erfindung in eine elastische,
federnde N iederdruckluftkammer und eine oder mehrere zusätzliche Luftkammern
unterteilt, wobei die Last durch das gesamte Volumen der kommunizierenden Luftkammern
getragen wird.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
pneumatischen Federung dargestellt, und zwar ist Fig. i der axiale Ouerschnitt eines
Rades eines Straßenfahrzeugs, bei dem die elastische Kainnier el und die zusätzliche
Kammer zwischen Nabe und Felge untergebracht sind, und Fig. :2 ein axialer Querschnitt
ähnlich wieFig. i, jedoch für ein Schiinenfahrzeug, wobei eine züisätzliche Kammer
mit weiteren zusätzlichen Kammern verbunden ist, wodurch das Gesamtvolumen der federnden
Elemente vergrößert wird.
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Aus Fig. i geht hervor, daß das starre Gehäuse i als zusätzliche Luftkammer
verwendet wird, wobei diese Kammer die Radnabe umschließt und mit einer pneumatischen
Luftkammer 13 mit elastischen
Wänden in Verbindung steht. Das Gehäuse
i besteht aus einer Siluminlegierung von großer Zugfestigkeit oder aus gepreßten
Stahlplatten, welche mit den notwendigen Verstärkungsrippen versehen sind.
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Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung besteht das Gehäuse i aus
zwei symmetrischen Hälften, welche die Nabe zentral umschließen und an ihrer Stirnseite
mit ineinanderfassenden Ansätzen versehen sind, damit die beiden Gehäusehälften
genau ineinanderpassen und in einem bestimmten Abstand (axial und radial) zueinander
festgelegt werden können. Mittels einer Spannhülse:2 und einer Ringmutter
3 werden die Hälften aneinandergepreßt, wobei die Naht in der Mitte des Gehäuses
mittels einer genau passenden Gummihülse4 abgedichtet wird.
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- Die Seitenwände der zusälzlichen Luftkammer i sind so weit
hochgezogen, daß ein Schlüpfen der elastischen Wände 13 unter dem Einfluß der beim
Bremsen und Beschleunigen des Fahrzeugs auftretenden Kräfte nicht zu befürchten
ist, was dann der Fall ist, wenn diese Wände ungefähr bis zur Hälfte des radialen
Abstands zwischen Radachse und Felge reichen.
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Konische Scheiben g. bilden eine Innenversteifung zwischen den nach
innen gebogenen Rändern und dem die Nabe umgebenden Teil des Gehäuses, wodurch einer
seitlichen Bewegung der Gehäuseränder beim Dur*chfedern des Rades vorgebeugt wird.
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Die oberen Gehäuseränder sind an ihrem äußeren Umfang 5 mit
Gewinde versehen, so daß mit -entsprechendem Gewinde versehene Metallringe6 auf
ihnen in axialer Richtung verstellt werden können. jeder d ' ieser Ringe6.
umschließt einen aus mehreren Segmenten bestehenden Graphitring 7.
Die
- G#aphitringe7 liegen in LJ-förmigen Ringen, welche sich innerhalb der Ringe:6
an elastischen Gummiringen 8 abstützen, so daß die Graphitringe gegen Beschädigung
durch schwere Stöße geschützt sind.
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Zwischen den beiden Sätzen von Graphitringen 7
ist eine Führungsscheibe
io angebracht, die zur Aufnahme der beim Fahren durch Kurven auftretenden Seitenkräfte
dient und die eine radiale Führung der Felgen gewährleistet. Die Führungsscheibe
besitzt in ihrer Mitte eine öffnung, die genügend groß bemessen ist, um ein Federn
des Rades in Richtung auf, die Nabe zu ermöglichen. Am Umfang der Führungsscheibe
io ist eine Felge i i für den Reifen 12 angeschweißt. Gemäß der Erfindung besteht
die Führungsscheibe aus zwei symmetrischen Hälften aus dünnen Stahlplatten, in die
Vertiefungen eingepreßt sind. Die aneinanderliegenden Böden der Vertiefungen beider
Hälften sind miteinander verschweißt, so daß ein Bauteil großer Starrheit entsteht.'Zur
Erreichung einer glatten Berührungsfläche für die Führungselemente kann beiderseits
an den aneinander-_geschweißten Platten eine dünne Stahlplatte aufgeschweißt werden.
Die Wände der federndenLuftkämmer werden durch zwei symmetrische, nach außen. ausgebauchte
Decken 13 gebildet, welche z. B. aus einem Gewebe mit einer Inneren und äußeren
Gummischicht bestehen können. Die Decken sind an ihren Rändern durch Stahldrähte
verstärkt. Die Anlageflächen dieser Decken 13 sind mit mehreren konzentrischen
Rippen 14 versehen, wodurch eine vollkommene Abdichtung erzielt wird, so daß besondere
Packungsringe fortfallen können.
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Mittels der Ringe 15, die einen S-förnligen Querschnitt haben, sind
die äußeren Ränder der Decken in geringer Entfernung von der Felge i i durch einen
Kranz von Bolzen 16 an den Führungsscheiben io befestigt. Die nach innen liegenden
Ränder der Decken 13 sind luftdicht an den äußeren Rändern der Gehäusehälften i
mittels S-förmiger Ringe 1;7 und Bolzen 18 befestigt.
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In dieser Weise bilden die elastischen Decken 13 zwischen der
Felge und der zusätzlichen Luftkammer i eine pneumatisch federnde Kammer. Die pneumatische
Federungskammer und das starre Gehäuse i stehen durch Luftkanäle miteinander in
Verbindung, so daß das gesamte Luftvolumen beider Kammern als Luftkissen dient und
eine sehr gute Federung erreicht wird.
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Um die verschiedenen Teile des Rades richtig untereinander ausrichten
zu können, ist der Spielraum zwischen den Graphitringen 7 und den Führungsscheiben
io einstellbar. Zu diesem Zwecke sind die Ringe 6 -auf dem am äußeren Umfang
der Gehäuseränder angebrachten Gewinde aufgeschraubt und können durch von außen
mittels Handräder 2,1 drehbare Zahnräder 2o, die mit der Innenverzahnung ig der
Ringe 6 im Eingriff stehen, axial »verstellt werden. Die durch das Gehäuse i hindurchtretenden
Antriebswellen dieser Zahnräder sind an ihrem Umfang gut abgedichtet, so daß hier
keine Luft aus dem Gehäuse entweichen kann. Die Handräder:2i können auf den Zahnradantriebswellen
axial gleiten. Nach erfolgter Einstellung wird das Zahnrad durch Anziehen einer
Mutter:2.2 in seiner Stellung festgelegt.
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Da die Ringe 6 auf jeder Seite der Führungsscheibe unabhängig
voneinander einstellbar sind, läßt sich eine genaue Einstellung dieser Scheibe erreichen.
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Die Welle des Zahnrades ist axial durchbohrt und mit einem Ventil
zur Zu- oder Abführung von Luft in oder aus den kommunizierenden Luftkammern versehen.
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Gemäß der afindung sind als Puffer wirkende, die Ringe 6 -außen umgebende
dicke Gummiringe 23 vorgesehen, die vorzugsweise auf den Ringen
6
aufvulkanisiert sind. Sollte in unvorhergesehener Weise Luft aus den Kammern
entweichen, so wird der äußere Teil der elastischen Decken 13 an den Gummipuffern:23
anliegen und dadurch vor Beschädigung bewahrt werden.
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Der Bremsmechanismus ist an der linken Seite des Luftgehäuses i angeordnet,
und die Bremstrommel ist an dem Gehäuse angeschraubt.
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Auf der rechten Seite ist in ähnlicher Weise ein- Antriebsflansch
angeschraubt, mit dem der
.#ntri-eb, z. B. ein Kettenrad, gekuppelt
werden kann.
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In üblicher Weise ist das Rad an beiden Seiten mittels Kugellager
spielfrei gelagert. Das Rad b t' zn wird am Rahmen durch Bolzen und Muttern
befestigt.
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gsform der Erfin-Fi#- zeigt eine Ausführtin', dung, welche nur in
einigen Ei nzelheiten von der in Fig. i gezeigten Bauart abweicht. Gleiche Teile
sind deshalb durch die gleichen Bezu-szahlen all-"edeutet wie in Fitn. i. Das Ausführungsbeispiel
,gemäß Fi-. 2 ist ein Rad für Schienenfahrzeuge. zn Die Führungsscheibe io besteht
deshalb aus einer schwereren Stahlplatte, die an ihrem äußeren Urnfall- mit einem
Fel-enring 24, der einen Spurkranz 2; besitzt, versehen ist. Auf dem Felgenring
kann eine geräuschdämpfende Lauffläche 24a angebracht sein.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist das Luft-#,ehäus ,x se i auf einer
Welle 27 montiert, die mit einer axialen Bohrung versehen ist, wodurch, wie durch
Pfeile angedeut et, eine Verbindung zwischen der ersten zusätzlichen Luftkammer
und einer zweiten oder mehreren zusätzlichen, hier nicht uezeichneten Luftkammern
entsteht. Diese weiteren Luftkaminern können an einer geeigneten Stelle im Fahrzeug
untergebracht werden. 28 ist ein Dichtungsrin-, mittels dessen das Rad auf der Welle
:27 abgedichtet wird, während 29 eine Antriebsscheibe ist, die das Rad auf der Welle
festlegt und die gleichzeitig in Verbindung zwischen der ersten zusätzlichen Luftkammer
i und den weiteren 7tisätzlichen Luftkammern herstellt. Die Scheibe2g# wird durch
die Mutter30 gesichert, während eine durch eine mit einem Gummiring versehene Mutter
befestigte Kappe31 das Ganze luftdicht abschließt. Auf der anderen Seite des Rades
wird durch eine Gummibüchse das Rad gegenüber der Welle abgedichtet.
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Im Bereich der Erfindung liegen ferner Einrichtungen, die es dem Führer
des Fahrzeugs gestatten, von seinem Sitz den in den kommunizierenden Kammern herrschenden
Druck- abzulesen und mittels eines Regelventils zu regeln.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, da die Merkmale der Erfindung auch bei pneumatisch gefederteil Rädern
angewendet werden können, deren Konstruktion in baulichen Einzelheiten von den gezeigten
Ausführungsbeispielen abweicht.