SE434826B - Serskilt for fordon avsedd luftfjeder - Google Patents

Description

7811640-7 2 också med nödvändighet en alldeles bestämd fjädringskarakteristik.

I motsats härtill avser uppfinningen att åstadkomma en luftfjäder av. det inledningsvis nämnda slaget med en sådan utformning att med en- kel uppbyggnad erhålles en fördröjningsfri funktion och möjliggöres en ändring av fjäderkarakteristiken oberoende av den aktuella bär- kraften hos fjädern.

Detta uppnås nu enligt uppfinningen i huvudsak därigenom att fjädenguppvisar två rullbälgar, vilka med sina från varandra vända fjäderytor vilar mot sinsemellan förbundna fjäderkolvar, att infästningsställena bildas av dels fjäderkolvarna och dels gngi till rullbälgväggarna hörande mantel samt att de till de bägge rullbälgarna hörande delvolymerna i fjädern är skilda från varandra och kan andras 11111 sina uppbiåsnings-if' ellçg írlmlnipssfirvck- Genom att man utformar en fjäder på det sätt som föreslås enligt uppfinningen får man möjligheter att kunna utforma och av- stämma dess bärförmàga,tryckfjäderfunktion och sidofjädringsför- hàllanden oberoende av varandra så att man alltid kan åstadkomma bästa möjligaanpassning av fjädringsegenskaperna till åe_meSU Glika användningsförhållanden. Detta kan uppnås vid en totalt sett kom- pakt konstruktion och enkel uppbyggnad varvid den ringa erforder- liga storleken hos fjädervolymerna samtidigt också tillförsäkrar en snabb reaktion eller funktion hos fjädern. Detta inverkar också fördelaktigt på reglerings- och kontrollmöjligheterna. Därutöver ger den uppfinningsmässiga utformningen av fjädern fördelar vad avser kraftupptagningen, nämligen taek vare gynnsammast möjliga placeringar av infästningsställena.

Enligt uppfinningen kan delvolymerna vara åtskilda medelst en vägg som hör till ett av infästningsställena, företrädesvis man- teln, varvid denna vägg kan vara såväl styv som åtminstone delvis eftergivlig och exempelvis vara utformat såsom ett membran. I det fall väggen är utformad stel kan tryckförändringarna i delvolymer- Ä na endast inverka på den respektive delvolymen medan alla inbör- des påverkningar, räknat på totalvolymen, blir helt uteslutna.

Tryckändríngar medför därför också redan kring det nominella läget en märkbar Hfgsgrsnïvping avser; mgçrikuaaèg fjaqegggglgan.

Om SkllJ§v§gge§_§r utforma§_eftergivlig så börjar däremot denna motfjäderförstyvning med fördröjning, dvs. till en början långsamt, nämligen medan eftergivligheten utnyttjas. g Vid åtminstone delvis elastiska skiljeväggar kan man enligt i 7811640-7 3 uppfinningen åstadkomma en av fjädringsvägen beroende förstyvning av motfjädern därigenom att man anordnar en central förankring mel- lan de båda motverkande kolvarna och att denna åtminstone delvis elastiska skiljevägg förbindes med denna centrah förankring. Sedan vid denna lösning en viss förstyvning uppnåtts genom sträckning av skiljeväggen i beroende av fjädringsvägen, så medför därefter en tryckförändring en i motsvarande grad ökad motfjäderförstyvning.

Man kan sålunda åstadkomma ett mjukare fjädringsförhållande kring nominalläget än vid ändlägena.

Särskilt tillsammans med en förhållandevis formstyv, elas- tisk och i förhållande till förankringen fixerad skiljevägg kan dessutom iakttas en tillskottsfjäderfunktion, varvid skiljeväggen eventuellt också kan bidra till centrering av förankringen och ra- diellt understödande av denna i förhållande till manteln. Enligt uppfinningen har det visat sig särskilt lämpligt om delvolymerna förses med påfyllningsanslutningar, vilka eventuellt kan vara an- ordnade centralt och exempelvis höra till förankringen eller också kan de vara anordnade i manteln.

Den centrala förankringen kan enligt uppfinningen i sin enk- laste form helt enkelt vara utfirmad som en stötta vilken förbin- der fjäderkolvarna varvid denna stötta lämpligen ligger i en distans- hylsa som bestämmer avståndet mellan fjäderkolvarna. Dessutom är det enligt uppfinningen emellertid också möjligt att åstadkomma den centrala förankringen medelst ett styrrör, i vilken en stång är teleskopiskt styrd, varvid styrröret respektive stången är för- bundna med var sitt infästningsställe i luftfjädern, så att dessa infästningsställen ligger koaxiellt med varandra.

Medan man vid de förutnämnda utföringsformerna har utgått från att endast en teleskopisk utdragning och hoptryckning är möj- lig hos fjädern kan inom ramen för uppfinningen förankringen också vara bildad av mantelröret till en svängningsdämpare, särskilt en hydraulisk sådan, till vilken hör var sitt infästningsställe för, manteln respektive kolvstången. 4 e Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. l visar en luftfjäder enligt upp- finningen, vid vilken de till rullbälgarna hörande delvolymerna är skilda medelst en formfast skiljevägg, fig. 2 visar en annan utför- ingsform enligt uppfinningen vid vilken de till rullbälgarna hör- ande delvolymerna är åtskilda medelst en i huvudsak formstyv men 07811640-7 4 av elastiskt material bestående skiljevägg och fig 3 slutligen visar en ytterligare utföringsform av en luftfjäder enligt uppfinningen, vid vilken skiljeväggen.är bildad av ett högelastiskt membran.

I fig 1 visas starkt schematiserat och förenklat en luftfjäder 101 enligt uppfinningen, vilken har två koaxiellt motsatt varandra fbelägna rullbälgar 102, 103, som vilar på var sin skälformig fjäder- kolv 104 resp 105, varvid fjäderkolvarna 104, 105 till sin bärande verksamma yta är varierbar i beroende av fjädringsvägen, varjämte fjäderkolven 104 vid det visade utföringsexemplet har mindre sådan verksam yta än fjäderkolven 105. I _ , _ Fjäderkolvarna 104, 105 är vid utföringsformen enligt fig 1 förbundna via en dragförankring 106, som med teleskopisk utformning, omfattar ett i förhållande till fjäderkolvarna 104, 105 fäst mantel- rör 107 liksom även en utskjutbar kolvstång 108, vilken är förskjut- bart styrd i längdriktningen av mantelröret 107. Mantelröret 107 är i sin tur i området mellan fjäderkolven 104 och 105 omgivet av en distanshylsa 109. * Rullbälgarna 102, 103 är på utsidan omgivna av en mantel 110, som i längdmittplanet vid utföringsexemplet enligt fig 1 uppvisar en konisk ring 111, vilken avsmalnar i riktning mot den mindre-fjäder- 7 kolven 104 och till vilken ansluter sig dels en.hylsa 112 och dels en hylsa 113. Dessa hylsor 112, 113 bildar tillsammans med den konis- ka ringen 111 den yttre styrningen och stödet för rullbälgarna 102, _ 103 och för detta ändamål är den till den mindre fjäderkolven 104 hörande hylsan 112 försedd med en över fjäderkolven 104 gripande ändhuv 114, som är fast förbunden med kolvstângen 108, varvid denna kolvstång sedan utanför huven 114 är försedd med det ena infästnings- stället 115 för luftfjädern. Koaxiellt med detta infästningsställe ligger det andra infästningsstället 116, som i den motsatta änden av luftfjädern ligger axiellt utanför den där belägna fjäderkolven 105 i den andra änden av mantelröret 107. fDen av de bägge rullbälgarna 102, 103 helt omslutna fjäder- kammaren 117 är via en skiljevägg 118 uppdelad.i två till rullbälg- arna 102, 103 hörande delvolymer 119, 120. Skiljeväggen 118 är där- vid vid utföringsexemplet enligt fig 1 utformad formstyv eller stel och förbunden med manteln 110 vid den koniska ringen 111. _ I detta förbindelseomrâde uppvisar väggen en i lämplig ut- sträckning utvidgad fästfläns. Radiellt inåt är skiljeväggen genom vilken distanshylsan 109 eller dragförankringen 106 sträcker sig försedd med en ringformig tätning 121, medelst vilken skiljeväggen 118 ansluter sig lufttätt till distanshylsan 109 samtidigt som denna 7811640-7 5 blir förskjutbar i längdriktningen. Som helhet betraktad blir skilje- väggen därigenom förskjutbar i längdriktningen gentemot dragförank- ringen 106 i beroende av fjäderns rörelseslag. Den ringformiga tät- ningen 121 är lämpligen såsom också antydes i fig 1 flytande förbun- den med skiljeväggen 118 för att utesluta möjligheterna till en fast- klämning av tätningsringen genom snedställning.

Delvolymerna 119, 120 är vid utföringsexemplet försedda med påfyllningsnipplar 122, 122a, via vilka fyllningstrycket och därmed både bärförmågan och den motriktade fjäderförstyvningen blir regler- bar. Närmare bestämt är för dessa ändamål nippeln 122 via en anslut- ningsledning 123 förbunden med delvolymen 119 medan nippeln 122a via en anslutningsledning-124 är förbunden med delvolymen 120.

Fjäderkolvarna 104 och 105 är enligt uppfinningen utförda skål- formiga och utvidgar sig åt motsatta håll. I enlighet härmed uppvisar dessa kolvar intill sin respektive botten 125, 126 genom vilken sträcker sig dragförankringen 106, var sin koniska vägg 127, 128, varvid storleken av den s k avrullningskonen blir bestämd av lutning- en av väggen. Beroende på koniciteten hos den hylsa 112, 113, som ut- vändigt omsluter den respektive rullbälgen 102, 103 vid fjäderkolven 104 respektive 105 kan man sålunda enligt uppfinningen bestämma stor- leken av den verksamma fjäderytan liksom ändringen av denna yta med fjäderns rörelseslag. _ ' Till delvolymen 120 hör vid utföringsformen enligt fig 1 en tillskottsvolym 129, som är bildad av en väsentlig del av det inre av den större fjäderkolven 105, varvid anslutningen av denna till- skottsvolym 129 till delvolymen 120 sker via i kolvens botten 126 anordnade borrningar 130. g Den mindre fjäderkolven 104 är såsom nämnts utåt övertäckt medelst en ändhuv 114, så att denna huv tillsammans med fjäderkolven 104 i huvudsak bildar ett hâlrum 131, vars volym förändras i beroen- de av fjäderns rörelseslag. Dessa variationer i volymen kan enligt föreliggande uppfinning utnyttjas för att åstadkomma en luftström- ning, exempelvis längs mantelns utsida. bet för detta ändamål even- tuellt nödvändiga mantelöverdraget har icke närmare visats. För att åstadkomma den nödvändiga pumpverkan är huven 114 försedd med ventila- tionsöppningar 132. 7 .

Rullbälgarna 102, 103 löper i området mellan fjäderkolven 104 respektive 105 och den tillhörande delen av manteln 110, alltså hyl- sorna 112, 113 ut i en rullbälgsvalk 133, 134, och det är tack vare det inbördes samspelet mellan väggarna 127, 128 på fjäderkolvarna 104, 105 och hylsorna 112, 113 möjligt att åtminstone i huvudsak ut- 781-1640-7 6 jämna de genom förskjutningen av skiljeväggen 118 i och för sig be- tingade ändringarna i delvolymerna 119, 120 genom motsvarande defor- mationsmöjligheter hos rullbälgvalkarna 133, 134. Härigenom bibehåll- er delvolymerna 119, 120 i huvudsak sin volym över rörelseslaget så att såtillvida uppkommer inga tryckändringar, vilka skulle kunna leda till ändringar av fjäderkaraktäristiken. Omvänt kan man inom ramen för uppfinningen emellertid godtyckligt förändra fjäderkaraktäristi- ken genom in- eller utmatning till delvolymerna 119, 120 via anslut- ningarna 122, 123, varvid inbördes påverkningar blir praktiskt taget uteslutna på grund av den fullständiga separationen med hjälp av skiljeväggen 118. I I _ 7 Fig 2 visar en annan utföringsform av luftfjädern enligt upp- finningen, vilken till sin principiella uppbyggnad och funktion mot- svarar den enligt fig 1._ I motsvarighet- härtill- användes också analo- ga hänvisningsbeteckningar för varandra motsvarande delar, varvid dessa delar i en del fall icke_på nytt anges i efterföljande beskriv- ning.. . 2 7 Den i fig 2 visade luftfjädern har som helhet betecknats 201.

Den uppvisar rullbälgar 202, 203, som är utformade i ett stycke och -vilar mot fjäderkolvar 204, 205. Till fjäderkolvarna 204, 205 hör hylsor 212, 213, som utgör delar av manteln 210, varvid till skill-- nad från utföringsexemplet enligt fig 1 hylsorna sträcker sig paral- lellt med väggarna 227, 228 på fjäderkolvarna 204, 205 vid utförings- exemplet enligt fig 2. Denna utformning har valts med hänsyn till att vid utföringsformen enligt fig 2 är endast små fjädringsrörelser möjliga och att på grund härav tillsammans med det i det närmaste styva uppträdandet hos skiljeväggen 218 också endast små volymsänd- ringar hos de respektive delvolymerna 219, 220 är möjliga genom för- skjutningen av skiljeväggen 218. Om det vad beträffar skiljeväggen endast uppträder små inverkningar på storleken av den respektive delvolymen 219, 220 i beroende av fjädringsrörelserna så behövs å andra sidan via rullbälgvalkarna 233, 234 också bara liknande små korrigeringar i beroende av fjädringsrörelserna, vilket alltså är möjligt genom den i fig 2 visade utföringsfornen enligt uppfinningen.

Skiljeväggen 218 är vid det visade utföringsexemplet förank- rad relativt manteln 210 i dennas mittparti 211, varvid manteln med hänsyn till den stationära infästningen av skiljeväggen 218 i detta område är vinkelformigt utbockad. Skiljeväggen 218 är i sig själv utförd med stor tjocklek och består exempelvis av ett gummielastiskt men förhållandevis formstyvt material. I mitten ansluter sig den 7811640-7 7 ringformiga ytan av skiljeväggen 218 fast vid distanshylsan 209, genom vilken dragförankringen 206 sträcker sig. Den förhållandevis tjockväggiga utformningen av skiljeväggen 218 åstadkommer ett radi- ellt stöd mellan manteln 210 och distansröret 209 respektive dragför- ankringen 206 via skiljeväggen 218. Vidare kan skiljeväggen 218 vid en sådan utformning också överta funktionen av en tillsatsfjäder i axiell riktning.

Till dragförankringen 206, som sträcker sig genom fjäderkol- varna 204, 205 och är förspänd i förhållande till dessa, hör vid det visade utföríngsexemplet påfyllningsnipplar 222, 222a, varvid nippeln 222 via en genom dragförankringen 206 gående anslutningsledning 223 står i förbindelse med delvolymen 219 medan nippeln 222a via en an- slutningsledning 224, som likaså sträcker.sig genom dragförankringen 206, står i förbindelse med delvolymen 220.

Infästningarna av luftfjädern är i fig 2 endast delvis åskåd- liggjorda och beträffande den större fjäderkolven 205 bildade av en i en radiell fästfläns utlöpande infästningsfot 216, som är förbunden med dragförankringen 206. Den koaxiella och motstående infästningen är bildad av en principiellt likadant uppbyggd infästningsfot 215, som är anbragt direkt vid manteln.210 intill den fria öppningen av hylsan 212. En luftfjäder enligt fig 2 är särskilt lämpad för sådana användningsändamål, vid vilka endast små luftfjädringsvägar och frek- vensberoende reglering kommer ifråga och följaktligen är en sådan luftfjäder särskilt lämpad för användning exempelvis som motorupp- hängning, fjäderelement för förarhytter och liknande.

En ytterligare utföringsform av uppfinningen visas i fig 3, där luftfjädern i likhet med de föregående utföringsformerna som hel- het har betecknats 401. Manteln 410 till luftfjädern 401 uppvisar två hylsor 412, 413, vilka är förbundna med varandra via ett ring- formigt mittparti 411 av manteln. Detta mittparti 411 är utformat såsom en i riktning mot den mindre fjäderkolven 404 avsmalnande konisk ring.

Fjäderkolven 404 är förbunden med den motstående fjäderkolven 405 genom anliggning mot distanshylsan 409 via ett mantelrör 407, i vilket är styrt en här icke närmare visad kolv till en hydraulisk stötdämpare av dubbelkammartyp, vars kolvstång 408 är förbunden med ändhuven 414 och uppbär infästningen 415. Den andra kammaren i den endast antydda hydrauliska svängningsdämparen ligger utanför den- samma och bildas genom det tillslutna inre utrymmet 429 i den större fjäderkolven 405, utanför vilken infästningen 416 är belägen m0tSatt 7811640-7 8 mot infästningen 415 och hörande till mantelröret 407.

Rullbälgarna har vid denna utföringsform betecknats 402, 403 och ligger med sina valkar 433, 434 i sin tur mellan väggarna 427 respektive 428 till fjäderkolvarna 404, 405 och de tillhörande vägg- omrâdena på hylsorna 412, 413 av vilka hylsan 412 övergår i ändhu- ven 414. I _ ' ' De till rullbälgarna 402, 403 hörande delvolymerna 419, 420 är avskilda från varandra medelst en skiljevägg 428, som sträcker sig mellan manteln 410 och distansröret 409 och är fast förankrad gente- mot bägge dessa delar. Vid denna utföringsform är skiljeväggen 428 i huvudsak utformad som ett förhållandevis tunt membran, som tillåter en växelvis tryckinverkan mellan de bägge delvolymerna, nämligen i form av en utbuktning av membranet. varigenom en mjuk fjäderverkan uppnås i närheten av fjäderns nominella läge. Dessutom förbättras därigenom volymutjämningen intill det nominella fjäderläget så att inga större volymförändringar hos delvolymerna 419 och 420 måste ut- jämnas via hälgvalkarna 433, 434 intill fjäderns nominella läge.

Vid större rörelseslag hos fjädern töjes den membranliknande skiljeväggen 428, såsom antytts schematiskt vid 428a och 428b så kraftigt att den i huvudsak verkar såsom en stel skiljevägg, vilket medför att närmare ändlägena kan någon volymutjämning mellan delvoly- merna via skiljeväggen 428 icke uppnås utan fjädringskaraktâristiken blir väsentligt hårdare. ' vid denna utföringsform finns pâfyllningsnipplar 422, 422a som i detta fall är anordnade direkt i manteln 410 och utmynnar rätt i de respektive delvolymerna 419, 420. _ Användningen av en membranliknande skiljevägg 428 såsom visas i fig 3 möjliggör inom ramen för uppfinningen att man också kan åstad- komma en inverkan på fjäderns rörelsefrekvens genom att den ena del- kammaren belastas med ett högre tryck i förhållande till fjäderns nominella läge, vilket leder till en utvälvning av membranet åt det motsatta hållet ända tills en tryckjämnvikt har uppkommit, varigenom man genom de olika utgångstrycken kan åstadkomma förskjutningar av I delvolymernas storlek. Om volymökningen placeras på samma sida som den större fjäderkolven 405, alltså om man exempelvis ökar delvolym- en 42O i tryckfjädern, kommer dennas fjädringsverkan därigenom att bli mjukare.

Claims (11)

7811640-7 9 Patentkrav

1. Särskilt för fordon avsedd luftfjäder med två infästningsstäl- len och slutna fjädervolymer samt två olika stora verksamma fjäder- ytor, som är vända från varandra och tryckpâverkade i motsatta rikt- ningar samt föränderliga till sin storlek i beroende av fjädrings- vägen, k ä.n n e t e c-k n a d av att fjädern (101; 201; 401) upp- visar två rullbälgar (102, 103; 202, 203; 402, 403), vilka med sina från varandra vända fjäderytor vilar mot sinsemellan förbundna fjä- derkolvar (104, 105; 204, 205; 404, 405), att infästningarna är bildade av dels de nämnda fjäderkolvarna och dels en till rullbälg- väggarna hörande mantel (110; 210; 410) samt att de till de bägge rullbälgarna (102, 103; 202, 203; 402, 403) hörande delvolymerna (119, 120; 219, 220; 419, 420) i fjädern är skilda från varandra och kan ändras till sina uppblâsnings- eller fyllningstryck.

2. Luftfjäder enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att delvolymerna (119, 120) är skilda från varandra medelst en vägg (118) som är förbunden med en av infästningarna och företrädes- vis med manteln (110).

3. Luftfjäder enligt patentkravet 2, k_ä n n egt e c k n a d a V att skiljeväggen (118) är oeftergivlig.

4. , Luftfjäder enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d a V att skiljeväggen (218) är eftergivlig och särskilt elastisk över åtminstone en del av sin yta.

5. Luftfjäder enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a d a V att skiljeväggen (418) är utformad såsom ett membran.

6. Luftfjäder enligt patentkravet 4 eller 5, k ä n n e t e c k- n a d a V att vid en fjäderkolvarna (204, 205) förbindande förank- ring (206) är den åtminstone delvis eftergivliga eller membranliknande skiljeväggen (218) fast förbunden i förhållande till manteln (210) och förankringen.

7. Luftfjäder enligt något av patentkraven 1-6, k ä n n e- t e c k n a d a v att rullbälgarna (102, 103) är utformade i ett stycke.

8. Luftfjäder enligt nagot av patentkraven 1-7, k ä n n e - t e c k n a d a V att manteln (110) uppvisar till rullfjäderbälgar- na (102, 103) hörande och relativt fjäderkolvarna (104, 105) koaxi- ella hylsformiga styrningar (112, 113){

9. Luftfjäder enligt patentkravet 8, k ä n n e tre c k n a d a V att åtminstone en av de hylsformiga styrningarna är koniskt av- 7811640-7 10 smalnande i riktning mot den tillhörande fjäderkolven över åtminstone en del av sin längd.

10. Luftfjäder enligt patentkravet 8 eller 9, k ä n n e t e c k- n a d a v att en till en av de hylsformiga styrningarna hörande ändhuv (14) i förhållande till den fjäderkolv (104), som uppvisar den mindre av de verksamma fjäderytorna innesluter ett ventilerat och i beroende av fjäderns rörelseslag till sin volym varierande hålrum (131) som bildar en kylluftpumpvolym.

11. A Luftfjäder enligt något av patentkraven 1-10, k ä n n e - t e c k n a d a v att åtminstone en av fjäderkolvarna (105) är utförd sluten och tillordnad en delvolym (120) såsom tillskottsvolym.