DE906180C

DE906180C - Shock absorbers for telescopic suspensions, especially for bicycles and motorcycles

Info

Publication number: DE906180C
Application number: DENDAT906180D
Authority: DE
Inventors: Oskar E Peter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1954-01-28

Description

Stoßdämpfer für Teleskopfederungen, insbesondere für Fahr-und Motorräder Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer für Teleskopfederungen, insbesondere für Fahr- und Motorräder, und ist gekennzeichnet durch eine oder mehrere Schraubenfedern in Kombination mit einer oder mehreren Ringfedern zur Stoßdämpfung.Shock absorbers for telescopic suspension systems, in particular for bicycles and motorcycles The invention relates to a shock absorber for telescopic suspension systems, in particular for Bicycles and motorcycles, and is characterized by one or more coil springs in combination with one or more ring springs for shock absorption.

Es sind bereits Kombinationen von Ringfedern mit Schraubenfedern zur Abfederung und Stoßdämpfung von Anhängern für Lastkraftfahrzeuge bekannt. Bei diesen Ausführungen wird der Ringfeder eine kurze Schraubenfeder zur Aufnahme der schwächeren Stöße vorgeschaltet. Als Hauptfederelement arbeitet hier die Ringfeder aus geschlossenen Innen- und Außenringen mit kegeligen Berührungsflächen. Bei axialer Belastung der Ringfeder wird zwischen den Kegelflächen der einzelnen Ringe Reibungsarbeit verrichtet und bei der Entlastung der Ringfeder wird die rückwirkende Kraft durch die Reibungsarbeii wirkungsvoll abgebremst bzw. gedämpft. Zu Abfederungszwecken bei Fahrzeugrädern für Landfahrzeuge ist die Ringfeder allein ungeeignet.There are already combinations of ring springs with coil springs for Suspension and shock absorption of trailers for trucks known. With these In versions, the ring spring is a short helical spring to accommodate the weaker ones Upstream shocks. As the main spring element, the ring spring works here from closed Inner and outer rings with conical contact surfaces. With axial loading of the Ringfeder does frictional work between the conical surfaces of the individual rings and when the ring spring is relieved, the retroactive force is caused by the friction work effectively braked or dampened. For cushioning purposes on vehicle wheels The ring spring alone is unsuitable for land vehicles.

Die Vorrichtung zur Abfederung der Fahrgestelle von Fahrzeugen gemäß der Erfindung verwendet als Hauptfeder eine Schraubenfeder. Konzentrisch innerhalb der Schraubenfeder ist eine Ringfeder aus geschlossenen Innen- und Außenringen mit Kegelflächen vorgesehen, welche als Stoßdämpfer für die Rückstoßkräfte der Schraubenfeder dient. Das Hauptmerkmal der Erfindung Rist darin zu sehen, daß zusätzlich zu der bekannten Reibungsarbeit zwischen den Kegelflächen der Ringfeder die Reibung in der Bohrung der Innenringe in Verbindung mit einem Führungsbolzen und die Reibung am Zylinderumfang der Außenringe in Verbindung mit der Bohrung einer Führungshülse stoßdämpfend nutzbar gemacht wird. Zu diesem Zweck ist der Ringfedersatz gekapselt, und zwar sitzen die Innenringe mit wenig Spiel auf dem Führungsbolzen und die Außenringe mit wenig Spiel in der Führungshülse.The device for cushioning the chassis of vehicles according to of the invention uses a helical spring as the main spring. Concentric within the helical spring is a ring spring made of closed inner and outer rings with Conical surfaces are provided, which act as shock absorbers for the recoil forces of the helical spring serves. The main feature of the invention Rist is seen in the fact that in addition to the known friction work between the conical surfaces of the annular spring the friction in the bore of the inner rings in connection with a guide pin and the friction on the cylinder circumference of the outer rings in connection with the bore of a Guide sleeve is made usable in a shock-absorbing manner. The ring spring set is for this purpose encapsulated, namely the inner rings sit with little play on the guide pin and the outer rings with little play in the guide sleeve.

Bei axialer Belastung des Ringfedersatzes nach einem bestimmten Einfederungsweg der Schraubenfeder werden die Innenringe radial gleichmäßig gestaucht und die Außenringe radial gleichmäßig gedehnt, wodurch das Spiel zwischen der Bohrung der Innenringe und dem Führungsbolzen und das Spiel zwischen der Zylinderfläche der Außenringe und der Bohrung der Führungshülse aufgehoben wird und mit zunehmender Einfederung der Schraubenfeder progressive Reibungsarbeit erzeugt wird, welche bei der Ausfederung die Rückstellkräfte der Schraubenfeder wirkungsvoll dämpft. Die federnde Vorrichtung kann beispielsweise so ausgebildet sein, daß erst nach einer anfänglichen alleinigen Beanspruchung der Schraubenfeder ein Zusammenwirken mit dem Ringfedersatz zustande kommt oder aber daß eine gemeinsame Beanspruchung beider Federelemente von Anfang an eintritt. Für den Ringfedersatz können Einrichtungen vorgesehen werden, die es ermöglichen, die Dämpfung in weiten Grenzen zu ändern. So kann z. B. als Dämpfung nur die Reibung der Innenringe zwischen den Bohrungen der Innenringe auf dem Führungsbolzen und den Kegelflächen oder aber die Dreifachreibung zwischen den Bohrungen auf den Führungsbolzen, den Kegelflächen und den Zylinderflächen der Innen-und Außenringe in der Führungshülse wirken. Mit den Mitteln der Erfindung lassen sich die verschiedensten Formen der Charakteristik der Federung erreichen, wobei sich alle Zwischenstufen von einer weichen zu einer harten Federung treffen lassen. In der praktischen Anwendung der neuen Federvorrichtung zeigen sich weitere Vorteile, die die bisher bekannten Federelemente nicht aufweisen. Insbesondere ergibt sich durch die konzentrische Anordnung des Ringfedersatzes innerhalb der Schraubenfeder eine geringe Baugröße der Gesamtvorrichtung und trotzdem ein großer Federweg, so daß diese besonders vorteilhaft zur Abfederung von Fahr- und Motorrädern Verwendung finden kann. Eine weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die Ringfeder nicht sofort zur Dämpfwirkung gelangt, sondern daß bei Fahrzeugen kleine, ein bestimmtes Maß nicht überschreitende Schwingungen ungedämpft bleiben sollen, um ein weiches Fahren zu gewährleisten. Diesen Forderungen entsprechen die nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Federvorrichtungen nach der Erfindung.When the ring spring set is axially loaded after a certain deflection path of the helical spring, the inner rings and the outer rings are evenly compressed radially radially evenly stretched, reducing the play between the bore of the inner rings and the guide pin and the play between the cylinder surface of the outer rings and the bore of the guide sleeve is canceled and with increasing deflection the helical spring generates progressive frictional work, which during rebound effectively dampens the restoring forces of the helical spring. The resilient device can for example be designed so that only after an initial sole Stress on the helical spring creates an interaction with the ring spring set comes or that a common stress on both spring elements from the beginning at entrance. For the ring spring set facilities can be provided that it make it possible to change the damping within wide limits. So z. B. as damping only the friction of the inner rings between the bores of the inner rings on the guide pin and the conical surfaces or the triple friction between the holes on the Guide pins, the conical surfaces and the cylindrical surfaces of the inner and outer rings act in the guide sleeve. With the means of the invention, the most diverse Forms of the characteristics of the suspension achieve, with all intermediate stages from a soft to a hard suspension. In practical use the new spring device show further advantages that the previously known Do not have spring elements. In particular, results from the concentric Arrangement of the ring spring set within the helical spring has a small size the overall device and still a large spring deflection, so that this is particularly advantageous can be used to cushion bicycles and motorcycles. Another training The subject of the invention is that the ring spring does not immediately have a damping effect arrives, but that in vehicles small, not exceeding a certain amount Vibrations should remain undamped to ensure smooth driving. These requirements are met by those described below and in the drawing illustrated spring devices according to the invention.

Die Federvorrichtung gemäß der Erfindung läßt sich auch so gestalten, daß mehr als eine Schraubenfeder und mehr als ein Ringfedersatz zusammenwirken. Auch können statt der geschlossenen Ringfedern solche mit Schlitzen verwendet werden, wenn ein bestimmtes Federdiagramm erreicht werden soll.The spring device according to the invention can also be designed so that more than one helical spring and more than one ring spring set work together. Instead of the closed ring springs, those with slots can also be used, when a certain spring diagram is to be achieved.

In der Zeichnung ist die Erfindung in Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt Fig. I einen Längsschnitt durch die Federvorrichtung, bei welcher der Ringfedersatz durch eine weiche Schraubenfeder abgestützt wird, Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, bei der der Ringfedersatz beiderseitig als Dümpfung wirkt und die Hauptdämpfung erst nach einem bestimmten Federweg der Schraubenfeder durch einen zusätzlichen Ringfedersatz, vorzugsweise mit inneren Schlitzringen, in Wirkung tritt, Fig. 3 den Einbau der Federvorrichtung nach Fig. 2 in einer Teleskopgabel für Motorräder, Fig. 4 die Federvorrichtung nach Fig. I als Motorrad-Hinterradfederung, Fig. 5 eine Ausführungsform eines Ringfedersatzes, bei welcher die Innenringe kreisbogenförmige oder ballige Außenkonturen, die Außenringe dagegen die bekannten inneren Kegelflächen zeigen.In the drawing, the invention is shown in exemplary embodiments. It shows Fig. I a longitudinal section through the spring device, in which the ring spring set is supported by a soft helical spring, Fig. 2 is a longitudinal section through the device in which the ring spring set acts as damping on both sides and the Main damping only after a certain spring deflection of the coil spring by a additional ring spring set, preferably with inner slotted rings, comes into effect, 3 shows the installation of the spring device according to FIG. 2 in a telescopic fork for motorcycles, 4 shows the spring device according to FIG. I as a motorcycle rear wheel suspension, FIG. 5 shows a Embodiment of an annular spring set, in which the inner rings are in the shape of an arc of a circle or spherical outer contours, while the outer rings have the familiar inner conical surfaces demonstrate.

Bei dem in Fig. I und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist I die Haüptschraubenfeder, welche mit dem unteren Zylindergehäuse 2 und mit dem oberen Zylindergehäuse 3 durch Einschrauben verbunden ist und wobei beide Gehäuse teleskopartig ineinandersitzen. Der Führungsbolzen 4 mit Gewindeansatz 5 und Anschlußauge 6 ist mit dem unteren Zylindergehäuse 2 verschraubt. Zentrisch über dem Führungsbolzen 4 sitzt eine Schraubenfeder 7 zur Abstützung des Ringfedersatzes, der aus den geschlossenen Innenringen 8 und den geschlossenen Außenringen 9 zusammengesetzt ist. Der Ringfedersatz 8, 9 sitzt mit etwas Spiel in der Führungshülse Io und ist unten durch einen verschiebbaren Abschlußring II in Verbindung mit einem Sprengring I2 gegen Herausfallen gesichert. Der Ringfedersatz 8, 9, mit der Führungshülse Io, dem Abschlußring II und dem Sprengring I2 ist über den Führungsbolzen 4 gesteckt. Der Abschlußdeckel I3 ist auf das Zylindergehäuse 3 aufgeschraubt und somit auch die Führungshülse Io festgelegt. Zur Abstützung und Einstellung einer zweckmäßigen Vorspannung für den Ringfedersatz 8, 9 sitzt zentrisch im Abschlußdeckel I3 die Gewindeglocke I4.In the embodiment shown in Fig. I and 4, I is the main coil spring, which with the lower cylinder housing 2 and with the upper cylinder housing 3 through Screwing is connected and wherein the two housings sit telescopically one inside the other. The guide pin 4 with threaded attachment 5 and connecting eye 6 is with the lower Cylinder housing 2 screwed. A helical spring sits centrally above the guide pin 4 7 to support the ring spring set, which consists of the closed inner rings 8 and the closed outer rings 9 is composed. The ring spring set 8, 9 is seated with some play in the guide sleeve Io and is slidable at the bottom Locking ring II in connection with a snap ring I2 secured against falling out. The ring spring set 8, 9, with the guide sleeve Io, the locking ring II and the snap ring I2 is placed over the guide pin 4. The end cover I3 is on the cylinder housing 3 screwed on and thus also the guide sleeve Io fixed. For support and Setting an appropriate preload for the ring spring set 8, 9 is centrally located in the end cover I3 the threaded bell I4.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3 unterscheidet sich von dem Beispiel nach Fig. I dadurch, daß der Ringfedersatz 8, 9 als Stoßdämpfer zweifach wirkend ist und durch die Bewegung des Führungsbolzens 4 in beiden Richtungen axial beaufschlagt wird. Ferner ist anstatt der weichen Schraubenfeder 7 zur Betätigung des Ringfedersatzes 8, 9 ein weiterer Ringfedersatz aus geschlossenen Außenringen I6 und vorzugsweise geschlitzten Innenringen I7 vorgesehen, der aber erst nach Zurücklegung eines bestimmten Weges X1 der Hauptschraubenfeder r den Ringfedersatz 8, 9 zur Dämpfung betätigt. i ist die Hauptschraubenfeder in dem unteren Zylindergehäuse 2 und dem oberen Zylindergehäuse 3. Der :Führungsbolzen 4 mit unterem Gewindeansatz 5 und Anschlußauge6 besitzt am oberen Ende zusätzlich ein Gewinde zur Aufnahme einer einstellbaren Ringmutter 4b für den Ringfedersatz 8, 9.The embodiment of FIGS. 2 and 3 differs from that Example according to FIG. I in that the ring spring set 8, 9 doubles as a shock absorber is effective and is axially due to the movement of the guide pin 4 in both directions is applied. Furthermore, instead of the soft helical spring 7 for actuation of the ring spring set 8, 9 is another ring spring set made of closed outer rings I6 and preferably slotted inner rings I7 are provided, but only after being replaced a certain path X1 of the main coil spring r the ring spring set 8, 9 for damping actuated. i is the main coil spring in the lower cylinder housing 2 and the upper cylinder housing 3. The: guide pin 4 with lower thread extension 5 and Connection eye6 has at the upper end an additional thread for Receiving an adjustable ring nut 4b for the ring spring set 8, 9.

Der Ringfedersatz 8, 9 sitzt in der Führungshülse Io und wird unten von dem verschiebbaren Abschlußring II in Verbindung mit dem Sprengring I2 gestützt. Oben wird der Ringfedersatz 8, 9 gleichfalls durch einen Abschlußring II mit Sprengring I2 gesichert. Als Abschluß dient eine Gewindekappe I5 mit Anschlußauge I8.The ring spring set 8, 9 sits in the guide sleeve Io and is below supported by the sliding locking ring II in connection with the snap ring I2. At the top, the ring spring set 8, 9 is also supported by a locking ring II with a snap ring I2 secured. A threaded cap I5 with a connecting eye I8 serves as the end.

In Fig. 5, einer besonderen Ausführungsform eines Ringfedersatzes, sind 27 die geschlossenen oder auch geschlitzten Innenringe mit kreisbogenförmigen oder balligen Außenflächen und 28 die geschlossenen Außenringe mit inneren beiderseitigen Kegelflächen. Die kreisbogenförmige oder ballige Gestaltung der Außenflächen der Innenringe 27 in Verbindung mit den kegeligen Innenflächen der Außenringe 28 des Ringfedersatzes hat den Vorteil, daß Ungenauigkeiten in den Kegelflächen der Außenringe durch die Kugelform der Innenringe ausgeglichen werden und eine kardanbewegliche Einstellung des gesamten Ringfedersatzes erfolgt. Auch zur Änderung der Dämpfungscharakteristik kann die neue Kugelform der Innenringe vorteilhaft angewandt werden, da zwischen den Berührungsflächen der Innen- und Außenringe weniger Reibung erzeugt wird. Ferner wird dadurch das oftmals eintretende Festsitzen bzw. Festklemmen der Außen- und Innenringe mit kegeligen Berührungsflächen vermieden und ein besseres Entspannen der Ringe gewährleistet: Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, ist die Federvorrichtung beispielsweise in einer Teleskopgabel für Motorräder eingebaut. Die Gewindekappe I5 mit Anschlußauge I8 ist mittels eines Schraubenbolzens oberhalb der Teleskopgabel angelenkt, die am Steuerkopf des Motorrades angeordnet ist. Leichte Fahrbahnstöße werden ohne Betätigung des Ringfedersatzes allein durch die Hauptschraubenfeder I weich federnd ohne Dämpfung aufgenommen. Bei stärkeren Stößen in Pfeilrichtung kommt nach Zurücklegung des Federweges X1 der unten auf dem Führungsbolzen 4 sitzende Ringfedersatz I6, I7 mit geschlitzten Innenringen gegen den Abschlußring II zum Anliegen und betätigt bei weiterer Durchfederung den Ringfedersatz 8, 9 in axialer Richtung, wodurch durch die kegeligen Berührungsflächen der Ringe die Innenringe progressiv radial gestaucht und die Außenringe progressiv radial gedehnt werden und somit die Innenringe 8 mit zunehmender Pressung an dem Führungsbolzen 4 zum Anliegen und die Außenringe 9 mit zunehmender Pressung an der inneren Wandung der Führungshülse Io zum Anliegen kommen, so daß bei der Ausfederung die starken Rückstellkräfte der Hauptschraubenfeder I gedämpft werden. Sollte bei stärksten Stößen die Rückfederung über die Anfangsstellung hinausgehen, so wird bei der Ausführungsform nach Fig.2 der als Dämpfer vorgesehene Ringfedersatz 8, 9 in Verbindung mit dem Führungsbolzen 4 und der Ringmutter 4b in entgegengeestzter Richtung betätigt. Die verschiedenen Ausführungsformen gestatten, daß sowohl die Charakteristik der Federung als auch die der Dämpfung in weiten Grenzen geändert werden kann.In Fig. 5, a special embodiment of a ring spring set, 27 are the closed or slotted inner rings with circular arcs or spherical outer surfaces and 28 the closed outer rings with inner on both sides Conical surfaces. The arcuate or convex design of the outer surfaces of the Inner rings 27 in conjunction with the tapered inner surfaces of the outer rings 28 of the Ring spring set has the advantage that inaccuracies in the conical surfaces of the outer rings be balanced by the spherical shape of the inner rings and a cardan-movable The entire ring spring set is adjusted. Also for changing the damping characteristics the new spherical shape of the inner rings can be used advantageously because between less friction is generated between the contact surfaces of the inner and outer rings. Further thereby the often occurring sticking or jamming of the outer and Inner rings with conical contact surfaces avoided and better relaxation the rings ensures: As can be seen from Fig. 3, the spring device for example built into a telescopic fork for motorcycles. The threaded cap I5 with connection eye I8 is by means of a screw bolt above the telescopic fork hinged, which is arranged on the steering head of the motorcycle. Slight bumps in the road are operated solely by the main coil spring without actuating the ring spring set I added softly springy without damping. In the case of stronger impacts in the direction of the arrow After covering the spring travel X1 comes the one sitting on the guide pin 4 below Ring spring set I6, I7 with slotted inner rings against the closing ring II for Apply and actuate the ring spring set 8, 9 in the axial direction with further deflection Direction, whereby the inner rings through the conical contact surfaces of the rings progressively compressed radially and the outer rings are progressively expanded radially and thus the inner rings 8 with increasing pressure on the guide pin 4 to Rest and the outer rings 9 with increasing pressure on the inner wall of the Guide sleeve Io come to rest, so that the strong restoring forces during rebound the main coil spring I are damped. Should the rebound in the strongest impacts go beyond the initial position, so in the embodiment according to FIG the ring spring set 8, 9 provided as a damper in connection with the guide pin 4 and the ring nut 4b operated in the opposite direction. The different Embodiments allow both the characteristics of the suspension as well the damping can be changed within wide limits.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Stoßdämpfer für Teleskopfederungen, insbesondere für Fahr- und Motorräder, dadurch gekennzeichnet, daß als Stoßdämpfer ein konzentrisch in der Schraubenfeder (I) angeordneter Ringfedersatz aus geschlossenen Innenringen (8) und geschlossenen Außenringen (9) mit kegeligen Berührungsflächen dient, wobei bei axialer Belastung die Innenringe (8) gestaucht und die Außenringe (9) radial so weit gedehnt werden, daß die Innenringe (8) am Führungsbolzen (4) und die Außenringe (9) an der Wandung der Führungshülse (Io) mit progressiver Pressung zum Anliegen kommen. PATENT CLAIMS: I. Shock absorbers for telescopic suspension systems, in particular for bicycles and motorcycles, characterized in that a concentric shock absorber Ring spring set made of closed inner rings arranged in the helical spring (I) (8) and closed outer rings (9) with conical contact surfaces is used, wherein under axial load the inner rings (8) are compressed and the outer rings (9) radially are stretched so far that the inner rings (8) on the guide pin (4) and the outer rings (9) on the wall of the guide sleeve (Io) with progressive pressure to make contact come.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß durch Änderung des Spiels zwischen dem Führungsbolzen (4) und der Bohrung der Innenringe (8) einerseits und des Spiels zwischen dem Durchmesser der Außenringe (9) und der Bohrung der Führungshülse (Io) andererseits die Dämpfungscharakteristik in weiten Grenzen geändert werden kann. 2. Shock absorber according to claim I, characterized in that by change the play between the guide pin (4) and the bore of the inner rings (8) on the one hand and the play between the diameter of the outer rings (9) and the bore of the guide sleeve (Io) on the other hand, the damping characteristics can be changed within wide limits can.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringfedersatz (8, 9) als doppelt wirkender Dämpfer in beiden Richtungen wirkt (Fig. 2). 3. Shock absorber according to claim I and 2, characterized in that the ring spring set (8, 9) acts as a double-acting damper in both directions (Fig. 2).

4. Stoßdämpfer nach den Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung des Ringfedersatzes (8, 9) durch eine Gewindeglocke (I4) oder durch eine Ringmutter (4b) geregelt werden kann. 4. Shock absorbers according to claims 1 to 3, characterized in that the pretensioning of the ring spring set (8, 9) can be regulated by a threaded bell (I4) or a ring nut (4b) can.

5. Stoßdämpfer nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schraubenfeder (7) zur Abstützung des Ringfedersatzes (8, 9) dient. 5. Shock absorber according to claims I to 4, characterized in that a Helical spring (7) is used to support the ring spring set (8, 9).

6. Stoßdämpfer nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Ringfedersatzes (8, 9) ein weiterer Ringfedersatz (1b, 17) mit vorzugsweise geschlitzten Innenringen (i7) vorgesehen ist. 6. Shock absorbers according to claims i to 5, characterized in that for actuating the ring spring set (8, 9) another set of annular springs (1b, 17) with preferably slotted inner rings (i7) is provided.

7. Stoßdämpfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringfedersatz aust geschlossenen oder geschlitzten Innenringen (27) mit kreisbogenförmigen oder auch balligen Außenkonturen besteht (Fig. 6).7. Shock absorber according to claim i, characterized in that the ring spring set consists of closed or slotted inner rings (27) with circular arcs or spherical outer contours (Fig. 6).