DE2216835A1 - Feder-Federungseinrichtung - Google Patents

Description

LM 2100

Air Lift Company
Lansing, Michigan/USA

Feder-Federungseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Feder-Federungseinrichtung, die so ausgeführt ist, daß sie sich zwischen zwei mit Abstand voneinander angeordneten, relativ zueinander beweglichen Elementen, wie z. B. Fahrzeugrahmen- und Federungselementen, erstreckt, damit diese Elemente in einem Abstandsverhältnis gehalten werden, enthaltend eine sich zwischen den Elementen erstreckende Schraubenfeder, einen aufblasbaren, innerhalb der Schraubenfeder angeordneten Elastomer-Sack, der zwecks Anordnung von Seitenwandteilen des Sackes zwischen den Federwindungen ausdehnbar ist, sowie ein von außen des Sackes her in einen der erwähnten Teile führendes Mittel, um Luft unter Druck dort einzuführen. Die Erfindung befaßt sich ferner mit einem Verfahren zur Herstellung eines Sackes für eine Verwendung innerhalb einer Schraubenfeder.

Es sind bereits zusätzliche Lufteinrichtungen für Fahrzeug-Federungssysteme bekannt; ein innerhalb einer Schraubenfeder einer Fahrzeugfederung angeordneter Gummisack ist beispielsweise in dem USA-Patent No. 2 710 184 (erteilt am 7. Juni 1955) für Feder-Federungseinrichtungen für Motorfahrzeuge beschrieben. Bei dieser bekannten Ausführung ist eine zusammengesetzte Federeinrichtung eingeführt, die ihre Seiten-

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wandteile eines Gummisackes radial zwischen den Sehraubenfederwindungen ausdehnt und auf diese Weise nachgiebige Halterungsteile für die Windungen darstellt, was nicht nur die Straßenlage des Fahrzeuges erhöht, sondern es auch gestattet, daß das Fahrzeug über eine maximale Belastungsgrenze hinaus beladen wird. Weiterhin ist die Einrichtung in der Lage, Federungseinrichtungen, die nachgelassen hatten, wieder herzustellen und ein Nachlassen des vorderen und hinteren Fahrzeugteiles oder beider Teile zu beseitigen.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit gewissen erheblichen Verbesserungen der bekannten Einrichtung und besitzt beträchtliche Vorteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine noch kräftigere Feder-Federungseinrichtung unter Verwendung eines Kunstoffsackes neuer Konstruktion zu schaffen, die nicht nur viel kräftiger als die .bekannte Einrichtung ist, sondern die auch wirtschaftlicher hergestellt werden kann. Ferner soll eine Feder-Federungseinrichtung geschaffen werden, die einen Sack neuer Ausführung einschließt, der Elastomer-Wände von höherer Zugkräftigkeit sowie größerer Flexibilität bei allen Betriebstemperaturen aufweist.

Weiterhin soll die zu schaffende Feder-Federungseinrichtung verbesserte Last-Abweisungscharakteristiken besitzen und einen Kunststoffsack enthalten, der einen besseren Abriebwiderstand besitzt und der außerdem bessere Witterungseigenschaften, einen höheren Ermüdungswiderstand, einen höheren Reiß- und Pannenwiderstand sowie bessere Öl- und Benzinwiderstandseigenschaften aufweist. Ferner soll durch die Erfindung eine Einrichtung geschaffen werden, die einen Sack der beschriebenen Art enthält, der eine dünnere Seitenwand besitzt, welche Halterungsknoten für die Windungen bildet,

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die die Schraubenwindungen besser umgreifen und nicht radial über die Feder hinaus anschwellen. Wegen des niedrigeren Verformungsfaktors der erfindungsgemäßen Sackwand ist die effektive Halterungsfläche des Sackes oder Zylinders erhöht, indem mehr Umfassungsfläche vorgesehen ist.

Außerdem ist es Zweck der Erfindung, eine Einrichtung der erwähnten Art auszuführen, die einen Sack mit einer niedrigen Hysteresis-Qualität enthält, so daß eine niedrigere Wärmeerzeugung auftritt und sich eine entsprechend langlebigere Einrichtung (im Dienst bzw. in der Wartung) ergibt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Einrichtung der beschriebenen Art zu schaffen, die einen Sack mit erheblich reduziertem Säuleneffekt im Betrieb und somit ein erheblich reduziertes, durch Fahren bewirktes "Schlagen" besitzt, und zwar in einer Situation, in der die Säcke sich im wesentlichen in einem nichtaufgeblasenen Zustand befinden, beispielsweise wenn effektiv keine Last getragen wird.

Weiterhin befaßt sich die Erfindung mit dem Fahr- und Sicherheitseffekt des in der Federungseinrichtung enthaltenen Sackes, und zwar sowohl in einem nichtexpandierten als auch in einem aufgeblasenen Zustand, wobei sich für jeden Zustand optimale Fahrcharakteristiken ergeben sollen.

Weitere Ziele der Erfindung bestehen darin, eine Feder-Federungseinrichtung zu schaffen, die sowohl als Original

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als auch/Zusatzausrüstung leicht installiert werden kann, die ferner in der Lage ist, ein Fahrzeug in seine normale Betriebshöhenlage zurückzuführen, die ferner durch Erzielung eines zufriedenstellenden Fahrens bei allen Betriebsdrücken die Fahrzeugstabilität und Straßenlage verbessert und somit die Sicherheit unterstützt und die in der Lage ist, wie ein automatisches Höheneinstellsystem einzeln gefüllt oder betrieben zu werden.

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Die erfindungsgemäße Feder-Federungseinrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der Sack aus becherförmigen Teilen gebildet ist, die Stirnwände und Seitenwände enthalten und an ihren offenen Enden radial nach außen vorstehende Flansche aufweisen, und daß diese Flansche in einem luftdichten Anlageverhältnis versiegelt sind und einen radial vorspringenden, mit der Windung in Eingriff kommenden Ring darstellen.

Bei der erfindungsgemäßen Federungseinrichtung sind die becherförmigen Endteile in ihrem mittleren Teil durch Wärmeversiegelung der Flansche verbunden, die eine stärkere Rippe bzw. einen stärkeren Ring bilden, der in Berührung mit der Feder die Seitenwand des Sackes eindellt, Wodurch er die Tendenz besitzt, den erwähnten Säuleneffekt des Zylinders zu zerstören und dadurch ein weicheres, sichereres Fahren ergibt, indem das erwähnte lästige "Schlag"-Problem beseitigt wird.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind auf den Stirnwänden der becherförmigen Teile sich radial erstreckende Rippen vorgesehen, die in Längsrippen auf den Seitenwänden übergehen, welche sich bis zu den erwähnten Flanschen erstrekken. Hierdurch wird ein kräftigerer und daher sicherer Sack (im Betrieb) geschaffen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die erwähnten Stirnwände von größerer Dicke als die Seitenwände .

Außerdem ist es vorteilhaft, wenn ein rohrartiger Einsatz wärmeversiegelt in einer der Endwände angeordnet ist, indem er von dem erwähnten Kunststoffmaterial umgeben ist, wobei er die Funktion des erwähnten Lufteinführungsmittels besitzt.

Die erfindungsgemäße Ausführung des Sackes erfordert relativ wenig Material bei der Ausführung, so daß dieser

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dementsprechend wirtschaftlicher hergestellt werden kann als bei der erwähnten bekannten Ausführung.

Weiterhin widerstehen die dickeren Stirnwände (dicker als die Seitenwände) nicht nur einem Abrieb sowie einer Reibung (was sich durch die Sackenden im Betrieb einstellt), sondern sie wirken außerdem als Basis und Halterung für ein Luftventil oder einen anderen Luftfördereinsatz.

Als Einsatz kann ein Schlauchverbindungsstück o.der ein Ventileinsatz, die jeweils aus einem verträglichen Kunstoffmaterial gebildet sind, vorgesehen sein. Auf diese Weise kann der Einsatz während des Sackformgebungs-Vorganges im Sack durch wärmeversiegelt und sicher an seinem Platz festgesetzt werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles hervor. Es zeigen

Pig. I eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Feder-Federungseinrichtung mit einem Kunststoffsack, und zwar in einem Zustand, in dem keine Last angewendet ist und der Sack nicht aufgeblasen ist;

Fig. 2 eine ähnliche Seitenansicht des Sackes, wobei dieser eine leichte Last trägt und mit einem leichten Druck aufgeblasen ist;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in

Fig. 5 einer leicht veränderten Form des Sackes, bei der im unteren Teil des Sackes eher ein Einblasventil als ein Schlauchverbindungsstück verwendet wird, wobei der Sack unter etwas größerer Belastung steht und mit etwas größerem Druck aufgeblasen ist, so daß er leicht zwischen den Windungen der Schraubenfeder expandiert ist; 209843/0775

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Pig. Jj eine ähnliche Ansicht der Einrichtung, .wobei eine relativ schwere Last getragen wird und ein relativ hoher Druck innerhalb des Sackes verwendet wird, um ihn vollkommen zwischen den Windungen der Schraubenfeder zu expandieren;

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 3; Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 3;

Fig. 7 eine stark vergrößerte Teilansicht, bei der die

Art und Weise dargestellt ist, in der ein Schlauch an einem der Schlauchverbindungsstücke, wie sie in Fig. 1 und 2 veranschaulicht sind, gehalten wird.

Im allgemeinen enthalten die Federungssysteme von Last- und Personenwagen entweder Schraubenfedern für die vorderen und hinteren Federungen oder Schraubenfedern für die vordere Federung und Blattfedern für die hintere Federung. Als Ergebnis einer konstanten Belastung erhalten Federn über einen Abschnitt von Jahren eine permanente Verformung und die Federn können nicht mehr in ihre Ausgangsstellung zurückkehren, wobei das Federmetall aufgrund der Federbeanspruchung über lange Zeitabschnitte langsam und fühlbar nachgibt, selbst bei normaler Belastung. Die Größe der Verformung eines gegebenen Federmetalls ist eine Funktion aus der Last und der Zeitdauer der Lastanwendung.

Während die zuvor erwähnte bekannte Ausführung das durch Belastung bewirkte Nachlassen beseitigt und den Effekt aufweist, den Fahrzeugkörper - wo es erforderlich ist - wieder in seine normale Lage zurückzuführen, läßt sie jedoch das, was hier als "Säulen-Brechkraft" bezeichnet wird, unberücksichtigt. In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Luftsack oder

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Zylinder B veranschaulicht, der innerhalb einer Schraubenfeder S angeordnet ist. Dieser Sack ist in einem nichtexpandierten Zustand veranschaulicht, und zwar als Teil eines automatischen Höheneinsteilsystems für ein neues Fahrzeug, beispielsweise zu einem Zeitpunkt, wo das Fahrzeug keine Last trägt. Der Sack B ist innerhalb der Schraubenfeder S zwischen einem Element angeordnet, wie z. B. einem Chassisrahmenträger 10 aus gepreßtem Metall und einem ähnlichen Federungsanordnungselement 11. Die verschiedenen aufgeführten Teile werden in Kürze noch im einzelnen beschrieben, zunächst wird jedoch zwecks Erläuterung der "Säulen-Brechkraft" - die zuvor erwähnte allgemeine Beschreibung ausreichen.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, steht die Seitenwanddes Sackes nicht mit den Windungen der Schraubenfeder S in Berührung und der Sack oder Zylinder B ist an seinen Stirnwänden mit den Elementen 10 und 11 in Eingriff und bildet eine vertikale Säule , die eine bestimmte vertikale Belastung abfangen kann. Der Säuleneffekt wird lediglich dann überwunden, wenn eine Kraft, die gleich oder größer als die sogenannte "Säulen-Brechkraft" ist, auf den Zylinder angewendet wird, um die Säule zusammenzubrechen. Wenn ein nichtexpandierter Luftsack innerhalb der Schraubenfeder betätigt wird, wird jedesmal, wenn die Federauflagenflächen die Zylindersäule stoßen, ein "Schlag" zu fühlen sein, wobei dies selbstverständlich bei einigen Fahrbedingungen mehrere Male in einer Minute auftreten kann. Der Schlag ist zu spüren, da der Zylinder oder Sack gestoßen und gezwungen wird, nach dem Stoß zusammenzubrechen. Nach dem Rückprall wird der Zylinder ohne Schaden in seine normale Stellung zurückkehren und bereit sein, erneut zu schlagen.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere so ausgeführt, daß nicht nur alle Vorteile der bekannten Einheit (oben erwähntes Patent) erzielt werden, sondern daß auch das erwähnte

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Fahrproblem überwunden wird, indem der Sack derart konstruiert wird, daß die Säulen-Brechkraft durch die der Sack bzw. die Säule zusammenbricht, auf ein Minimum herabgesetzt und somit das Schlagen als eine unerwünschte Fahreigenschaft praktisch eliminiert wird.

In Bezug auf die Zeichnung ist es so zu verstehen, daß es sich bei dem Element 10 um eine schematische Darstellung, beispielsweise eines Chassisrahmenträgers, handeln kann, der sich in Querrrichtung des Chassisrahmens am Vorderende erstreckt und einen zugehörigen (untergeordneten) Metallträgerteil 10a aufweisen kann, für die Aufnahme der oberen, im Durchmesser reduzierten Endwindung 12 der Feder S. Das Element 11 kann einen Teil eines gepreßten Metallbechers aufweisen, der einen Sitz 11a für die im Durchmesser reduzierte untere Endwindung 13 der Feder S enthält. Das Metallelement kann mit dem drehbeweglich gelagerten Kniehebel des Federungssystems verbunden sein, wobei das innere Ende des Hebels an der Seitenwand des Trägers 10 drehbeweglich angeordnet ist, während das andere Ende drehbeweglich am Steuergelenk-Lagerträger angeordnet ist. Die obige Feder-Federung der Kniegelenktype wird bei herkömmlichen Motorfahrzeugen für die Halterung des vorderen Fahrzeugteiles angewendet; selbstverständlich werden Fahrbahnstöße, die durch die über unebenem Boden laufenden vorderen Fahrzeugräder bewirkt werden, durch das Kniewirkungs-Hebelsystem auf die Metallschraubenfeder S übertragen werden. Bei der erwähnten bekannten Ausführung ist ebenfalls eine Schraubenfedereinheit (einschließlich einer Feder S und eines Sackes B) vorgesehen, um den hinteren Teil des Fahrzeuges zu tragen; es ist so zu verstehen, daß eine derartige Einheit, die den zu beschreibenden Sack B enthält, auch für die Verwendung bei der Hinterteilfederung gedacht ist.

Bei der vorliegenden Erfindung ist der Sack B vorzugsweise aus zwei becherförmigen Abschnitten geformt, die allgemein mit 1Ü und 15 bezeichnet sind und von denen jeder eine

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Endwand bzw. Stirnwand l4a und 15a, leicht konische Seitenwände 14b und 15b sowie radial nach außen gebogene Plansche l4c und 15c an seinem offenen Ende enthält. Die Seitenwände 14b und 15b besitzen eine reduzierte Dicke gegenüber den Stirnwänden 14a und 15a und nehmen in ihrer Dicke in Richtung auf die Plansche I¹Jc und 15c allmählich ab. Die Seitenwände I¹Ib und 15b nehmen weiterhin in Richtung auf ihre offenen Enden allmählich im Durchmesser zu.

Die becherförmigen Abschnitte 14 und 15 sind in einem Preßformvorgang aus Polyurethan hergestellt und können beispielsweise eine mittlere Seitenwanddicke von 1,586 mm (I/I6 inch) aufweisen. Ein derartiger Sack wird - obwohl er viel dünner ist - zweimal so stark sein wie ein Gummisack, der im wesentlichen dieselbe Länge und denselben Durchmesser besitzt und verwendet wird, um dieselbe Last zu tragen.. Die Plansche I¹Ic und 15c der becherförmigen Abschnitte 14 und 15 sind entlang ihrer gesamten Umfangsanlageflachen (bei x) durch Wärmeeinwirkung zusammengeschlossen. Bei einer typischen Dimensionierung für einen 254 mm (10 inch) langen Zylinder sind Seitenwände mit einer Dicke (bei den radialen Planschen) von ca. 1,651 bis 1, 778 mm und eine Stirnwanddicke von 2,159 bis 2,286 mm vorgesehen. An den Stirnwänden 14a und 15a sind radiale Rippenteile l4d und 15d einstückig angeformt, die in sich in Längsrichtung erstreckende Rippen l4e und 15e übergehen, welche an die Seitenwände 14b und 15b des Sackes angeformt sind. Diese Rippen unterstützen einen Materialfluß während des Pormungsvorgangs und besitzen die Tendenz, zu verhindern, daß Luftblasen in die Wände des Sackes eingeformt werden, welche die Wände schwächen würden. Durch ihre Unterstützung, eine gleichförmige Seitenwand, die frei von Luftblasen oder Lufteinschlüssen ist, zu sichern, besteht die Funktion der Rippen somit darin, einen stärkeren und sicheren Zylinder bzw. Sack zu erzeugen.

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Aus den Figuren 1 und 2 ist ersichtlich, daß irr der Stirnwand des Sackes ein Schlauchverbinder durch Wärmeeinwirkung angeschlossen ist, wobei festzustellen ist, daß das Element eine Öffnung 11b enthält, zum Hindurchführen eines Rohrverbindungs-Paßstückes oder eines Luftaufblasventiles geeigneter Ausführung.

Selbstverständlich kann entweder der Rohrverbindungseinsatz oder das Ventil benutzt werden. Wenn ein Schlauch verwendet wird (um ein entferntes Füllen des Luftsackes zu gestatten oder um die Einheit an ein automatisches Höheneinsteilsystem anzuschließen) wird ein rohrartiges Verbindungsstück 16 verwendet, wie es insbesondere in den Figuren 1, 2 und 7 veranschaulicht ist. Der Einsatz muß aus einem Kunststoffmaterial geformt sein, das mit dem verwendeten Polyurethan-Kunststoff verträglich ist. Ein Polykarbonat-Kunststoff, der keinen merklichen Schwefelgehalt a-ufweist, ist geeignet und kann auf einfache Weise in seine Lage geformt werden. Der starre Einsatz wird vorgeformt und maschinell bearbeitet und dann auf einfache Weise mit dem Sack verbunden werden, und zwar bei den hohen Formgebungstemperaturen des Sackes. Es versteht sich von selbst, daß das Verbindungsstück entweder geradlinig (wie veranschaulicht) sein oder einen Bogen von vorbestimmter Winkligkeit aufweisen kann. Das Verbindungsstück ist an seinem äußeren Ende mit einer Gruppe von ringförmigen Widerhaken 17 versehen. Ein verwendeter Elastomerkunststoff oder -gummischlauch 18 kann auf einfache Weise von Hand über das Ende des Verbindungsstückes 16 geschoben werden (wie in Fig. dargestellt) und erfordert keine Schlauchklemme. Die ringförmigen Widerhaken 17, deren Durchmesser etwas größer sind als der normale Innendurchmesser des Schlauches 18, dehnen den Schlauch in der in Fig. 7 angezeigten Weise und hindern den Schlauch daran, abgezogen und entfernt zu werden. Tatsächlich tendiert eine auf den Schlauch 18 ausgeübte Zugkraft

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lediglich dahin, die Verbindung zu festigen. Wegen der höheren Schmelztemperatur von Polykarbonat (440 Fahrenheit = 227°C) gegenüber Polyurethan (400° Fahrenheit = 2O4°C) bleibt das Verbindungsstück bzw. der Einsatz 16 während des Formgebungsvorganges starr und behält alle maschinell ausgebildeten Abmessungen. Beim FormgebungsVorgang ist ein aus dem Material des Sackes bestehender Körper 19, bei dem es sich um einen wesentlichen Teil der Zylinderstirnwand 15a handelt, rund um den Einsatz 16 gebildet. Die Materialien werden im Hinblick auf ihre Verträglichkeit während der Formgebung des becherförmigen Abschnittes 15 durch Wärmeeinwirkung vollkommen zusammengefügt.

Auf gleiche Weise kann ein konventionelles Ventil der "Schrader-Type" vollkommen an die Strinwand 15a des Zylinders angeformt sein (wie insbesondere in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist). In diesem Falle ist der Ventilkörper - eher als daß er aus Messing hergestellt ist - aus dem zuvor erwähnten Polykarbonat-Material gebildet; ein Ventileinsatz 20,der konventionell ausgebildet ist und ein mit Gewinde versehenes Ende 21 aufweisen kann, ist ebenso vollkommen an die Stirnwand 15a angeformt und von einer Ummantelung 19 aus Polyurethan umgeben, die einstückig mit der Stirnwand 15a geformt ist.

Da die Zylinderseitenwände 14b und 15b auf diese Weise dünner als Gummi sein können (beispielsweise ist Polyurethan meist achtmal stärker als Gummi), ist der Säulen-Brechfaktor stark reduziert; die Schlageigenschaft ist daher ebenfalls sehr stark herabgesetzt. Da weiterhin die gebildeten Knoten dazu neigen, die effektive Sack- bzw. Zylinderfläche zu vergrößern, wird bei einem gegebenen Luftdruck ein größeres Anheben oder Haltern als früher geschaffen. Der hohe Polyurethan-Modul begrenzt die Dehnung der Urethan-Wand von 1,586 mm beispielsweise gegenüber dem einer Kunst gummiwand von etwa 6,35 nun.

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Es ist dieser Faktor, der es den dünneren und flexibleren Wänden des vorliegenden Sackes gestattet, die Schraubenwindungen fester zu umfassen, und der die Knoten daran hindert, sich über die Schraubenfeder hinaus aufzublähen, wo sie selbstverständlich nichts ausrichten. Der beschriebene Sack bzw. Zylinder besitzt nicht nur stark verbesserte Eigenschaften, sondern kann ebenfalls mit geringeren Kosten hergestellt werden.

Die Tatsache, daß die Stirnwände des Zylinders von grösserer Dicke sind, ist wichtig, da die Zylinderendflächen einen besonders großen Abrieb bzw. eine besonders große Reibungswirkung abfangen müssen. Weiterhin müssen sie in einem Falle eine Basis für die einstückige Formgebung oder für die Wärmedichtung bzw. -verbindung eines Ventil- oder Verbindungsstückeinsatzes in seiner Stellung ergeben, und sie müssen Kräften widerstehen, die dazu neigen, den Einsatz zu biegen oder ihn herauszuziehen.

Die Säulen-Brechkraft wird außerdem durch die konischen Seitenwände l^Jb und 15b des Sackes reduziert. Diese doppelt konische Ausführung, die bei dem Sack vorgesehen ist, stellt außerdem eine Hilfe bei der abschließenden Zusammensetzung des Zylinders in dem Sinne dar, daß die becherförmigen Teile in einer Wärmeversiegelungseinrichtung leicht einzusetzen sind, damit die Flansche l4c und 15c im Anlageverhältnis wärmeversiegelt (dicht verschlossen) werden. Die konische Ausführung gestattet geringe oder gar keine Berührung, mit Ausnahme an den zu versiegelnden Flanschen, so daß die Wärme nur dort angewendet werden kann, wo sie benötigt wird, um einen Verschluß bzw. eine Versiegelung zu erzielen.

Wie aufgezeigt wurde, trägt der relativ schwere Ring, der durch die Flansche 14c und 15c gebildet ist, ebenfalls stark dazu bei, die Säulen-Brechkraft herabzusetzen. Dies

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ergibt sich, da der gebildete Ring mit der Zentrumsschraubenwindung der Feder in Eingriff kommt und dazu neigt, sich an diesem Punkt festzusetzen. Dieses Pestsetzen bzw. diese Bindung bewirkt, daß der Sack oder der Zylinder an der Stelle wellig wird, wo der Hing mit der Feder in Eingriff kommt, und diese Wellenbildung, die beispielsweise bei b in den Figuren 2 bis 4 dargestellt ist, neigt dazu, den Säuleneffekt des Zylinders zu zerstören. Weiterhin bildet der wärmeversiegelte Flansch im zentralen Bereich des Sackes, wo eine gewisse zusätzliche Festigkeit erforderlich ist, einen Bügel.

Schließlich sollen dadurch, daß das Ventil- oder Schlauchverbindungsstück einstückig bzw. vollkommen in seine Stellung eingeformt wird, viele Probleme und potentielle Produktfehler ausgeschlossen werden. Wo früher Messingeinsätze mit Gummi daran angeformt wurden, wobei das Ventil dann in seine Stellung eingekittet wurde, traten Schwierigkeiten auf, und zwar bei' der Auswahl des Messings, den richtigen Reagenzien für eine Messingbehandlung, bei der sich verändernden Messingqualität und bei den sich verändernden Konzentrationen der Reagenzien zur Behandlung des Messings, ferner bei der richtigen Gummizusammensetzung für das Kleben, bei einer Verunreinigung während des Vorganges sowie bei der Feuchtigkeit. Die erfindungsgemäße Konstruktion beseitigt Klebemittel und Spezialbehandlungen sowie die Fehler, die bei der bekannten Ausführung auftreten, da eine richtige Verbindung nicht erreicht wird.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion des mit Widerhaken versehenen Schlauchverbindungsstückes können Schlauchklemmen und -metallringe vollkommen entfallen und der ganze Sack ist wesentlich einfacher, kostensparender, luftdicht und sicher. Die Verwendung des mit Widerhaken versehenen Schlauchverbindungsstückes eliminiert außerdem Probleme, die mit dem Passen von Gewinden und Undichtigkeiten auftreten; außerdem

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kann die Form des Verbindungsstückes genau der besonderen Installation angepaßt sein. Bei Fig. 7 bewirkt das plastische Gedächtnis des Schlauchmateriales, das beispeilsweise ein Polyurethanrohrstück sein kann, daß das Material zu seinem normalen Durchmesser (wie bei 18a) zurückkehrt. Ein Ziehen, das in einer Richtung ausgeübt wird, um den Schlauch von den Widerhaken herunterzuziehen, tendiert dahin, den Durchmesser zu verkleinern oder den Schlauch zusammenzuziehen und somit ihn zu festigen und dem Zug zu widerstehen.

Bei Verwendung wird die zusammengesetzte Schraubenfeder oder das zusammengesetzte pneumatische Puffer B in einem Zustand mit abgelassener Luft zwischen den Windungen oder Schraubenwindugen der Feder S eingesetzt, wobei das Lufteinführ-Verbindungsstück 16 oder 20 (je nachdem welches verwendet wird) durch die Öffnung 11a im unteren Element 11 hindurchragt. Wenn das Fahrzeug neu ist, im wesentlichen kein Federungsverlust vorhanden ist und keine·Last zu heben ist, so wird die Luft im Sack B einen atmosphärichen Druck aufweisen. Falls eine leichte Last, beispielsweise im Bereich von 45,4 kg durch die Einheit getragen werden soll, so wird der Sack B mit 0,14 bis 0,35 at überdruck aufgeblasen werden. In Fig. 2 ist der Luftsack B leicht expandiert veranschaulicht, so daß seine Seitenwände in radialer Richtung mit den Schraubenfederwindungen in Eingriff kommen und der Bindungskontakt des durch die Flansche l4c und 15c gebildeten Ringes mit der Feder die Wellenbildung oder Einkerbung b des Sackes bewirkt, wodurch die Säulen-Brechkraft stark reduziert und der Schlageffekt vermieden wird, der ein Fahren bei niedrigen Drücken im Sack schädlich beeinflußt. Dieser Wellenbildungseffekt, der in Fig. 1 zwar nicht veranschaulicht ist, da die Elemente 10 und 11 in vollkommen getrennter Lage veranschaulicht sind, wird trotzdem erreicht, wenn das Fahrzeug beispielsweise über eine Unebenheit fährt und die Elemente 10 und 11 relativ zusammengepreßt werden. Auf diese Weise tritt der Wellenbildungseffekt (der die Säulen-Brechkraft stark reduziert, was

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notwendig ist, um den Säuleneffekt zu zerstören, welcher unerwünschte Pahreigenschaften hervorruft) auch im unbelasteten Zustand sowie bei Bedingungen mit 0 at überdruck auf.

Fig. 3 zeigt den Sack B, wenn er etwas größer aufgeblasen ist, um eine etwas schwerere Last zu tragen.

In Fig. 4 ist ein Sack veranschaulicht, der eine schwere Last bis zu etwa 454 kg trägt und der mit Luft bei einem überdruck von etwa 2,012 at aufgeblasen ist.

Selbstverständlich bewirkt ein Aufblasen des nicht-zellförmigen Elastomer-Sackes B, der durch Injektion preßgeformt ist, die radiale Expansion der Umhüllung, so daß die Seitenwand der Umhüllung eine wellenförmige Ausbildung ergibt, welche Knoten enthält, die einen wesentlichen Abschnitt zwischen den Windungen der Feder S vorspringen (wie im wesentlichen in den Figuren 3 und 4 veranschaulicht ist), wobei die Windungen selbst in den Wurzeln der wellenförmigen Seitenwand aufgenommen werden (wie veranschaulicht); die heraustretenden Knoten der umhüllenden Seitenwand bilden Halterungsflächen zur Auflage der einzelnen Windungen der Feder S. Verglichen mit den bekannten Gummisäcken können die erfindungsgemäßen Säcke von gleicher Länge und gleichem Durchmesser einen größeren Luftdruck aufnehmen und sich besser den Federwindungen anpassen. Da hier keine schwere Endwand-Verbindungsstelle vorhanden ist, wird eine axiale Expansion ebenfalls verstärkt. Eine radiale Expansion wird auch dort auftreten, wo der Zustand eines Nachlassens der Feder gegeben ist, um dieses Nachlassen zu eliminieren. Wie bereits angedeutet, sind keine Änderungen bei konventionellen Fahrzeugen erforderlich, um die erfindungsgemäße Einrichtung zu verwenden. Vom Sicherheit sstandpunkt aus wird der Sack B nicht nur eine Verschlechterung der Leistung der Feder aufhalten, sondern auch weichgewordenen Federn eine Halterung erteilen, so daß sich eine

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sicherere Fahrweise mit vergrößerter Fahrzeugstabilität ergibt. Außerdem wird sie sehr gut als eine Überlastungseinrichtung wirken, um den Körper in die Lage zu versetzen, über andererseits maximale Beladungsgrenzen beladen zu werden, wobei diese Einrichtung jeder einzelnen Schraubenwindung der Feder eine Halterung liefert, die in der Mitte der Feder beginnt und zu jedem Ende fortschreitet, wenn der Druck in der einen Richtung ansteigt. Sollte natürlich ein Sack B zu irgendeiner Zeit fehlerhaft sein, so wird die Last durch die Feder weiterhin getragen, bis ein neuer Sack eingesetzt ist.

Wenn sich starke Stöße bei Geschwindigkeiten ereignen, bei denen auf andere Weise ein Durchschlagen auftreten würde, hindert der Sack den Fahrzeugrahmen und das Federungssystem am Durchschlagen und schaltet die Notwendigkeit eines aufwendigen Ersatzes der Schraubenfedern aus, die eine permanente Verformung angenommen haben. Mit der vorliegenden Einrichtung kann die Höhe des Fahrzeuges relativ zum Boden richtig eingestellt und bei einer optimalen Höhe gehalten werden, ungeachtet einer überlastung oder eines Nachlassens der Feder. Weiterhin gestattet diese Einheit es dem Federungssystem des Fahrzeugs, Straßenstöße auf sichere Weise unter allen Belastungsbedingungen gut aufzunehmen. Diese Einrichtung verhindert ferner, daß gefährliches rythmisches Springen, Schwingen und fischschwanzartiges Hin- und Herschleudern auftritt.

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Claims (13)

Pat ent a η s ρ r üc h e

1. /Feder-Federungseinrichtungj die so ausgeführt ist, daß sie ·

sich zwischen zwei mit Abstand voneinander angeordneten, relativ zueinander beweglichen Elementen, wie z. B. Fahrzeugrahmen- und Federungselementen, erstreckt, damit diese Elemente in einem Abstandsverhältnis gehalten werden, enthaltend eine sich zwischen den Elementen erstreckende Schraubenfeder, einen aufblasbaren, innerhalb der Schraubenfeder angeordneten Elastomer-Sack, der zwecks Anordnung von Seitenwandteilen des Sackes zwischen den Federwindungen ausdehnbar ist, sowie ein von außen des Sackes her in einen der erwähnten Teile führendes Mittel, um Luft unter Druck dort einzuführen, dadurch, gekennzeichnet, daß der Sack (B) aus becherförmigen Teilen (14, 15) gebildet ist, die Stirnwände (14a, 15a) und Seitenwände (I¹Ib, 15b) enthalten und an ihren offenen Enden radial nach außen vorstehende Flansche (14c und 15c) aufweisen, und daß diese Flansche (l4c, 15c) in einem luftdichten Anlageverhältnis versiegelt sind und einen radial vorspringenden, mit der Windung in Eingriff kommenden Ring darstellen.

2. Federungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die becherförmigen Teile (14, 15) sich in ihrem Durchmesser in Richtung auf die offenen Enden allmählich vergrößern.

3. Federungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Stirnwänden (14a, 15a) der becherförmigen Teile (14, 15) sich radial erstreckende Rippen (I4d, 15d) vorgesehen sind, die in Längsrippen (I4e, 15e) auf den Seitenwänden (14b und 15b) übergehen, welche sich bis zu den erwähnten Flanschen (14c, 15c) erstrecken.

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4. Pederungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Stirnwände (I4a,-15a) von größerer Dicke sind als die Seitenwände (14b, 15b).

5. Federungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrartiger Einsatz (16 bzw. 20) wärmeversiegelt in einer der Endwände angeordnet ist, indem er von dem erwähnten Kunststoffmaterial umgeben ist, wobei er die Funktion des erwähnten Lufteinführungsmittels besitzt.

6. Federungseinrichtung nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz ein Schlauchverbindungsstück (16) ist, das aus verträglichem Kunstoffmaterial gebildet ist.

7. Federungseinrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz ein Ventileinsatz (20) ist, der aus einem verträglichen Kunststoff gebildet ist.

8. Federungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz ein mit Widerhaken versehenes äußeres Ende aufweist, der einen Schlauch (18) aufnimmt, welcher einen etwas geringeren inneren Durchmesser besitzt als der Durchmesser der Widerhaken (17).

9. Federungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte Elastomer ein flexibler, dehnbarer Kunststoff ist, der ein plastisches Gedächtnis besitzt, durch das er aus einem gedehnten Zustand im wesentlichen in seine Ursprungsform zurückkehrbar ist.

10. Federungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer Polyurethan ist.

11. Verfahren zur Herstellung eines Sackes gemäß Anspruch 1, für eine Verwendung innerhalb einer Schraubenfeder als Halterungshilfe für die Windungen, dadurch gekennzeichnet, daß der becher-

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förmige Elastomer-Körper mit einem an seinem offenen Ende radial nach außen vorstehenden Plansch in einem Gieß- bzw. Preßformvorgang hergestellt wird, daß ferner ein gattungsgleicher, becherförmiger Körper auf dieselbe Weise geformt wird und daß die Plansche der Körper in einem luftdichten Anlageverhältnis wärmeversiegelt werden, um einen Ring am so hergestellten Sack zu bilden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus einem verträglichen Material gebildeter, luftzuführender Einsatz in ein Ende des einen Körpers vollkommen eingeformt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper aus Polyurethan geformt sind und der erwähnte Einsatz aus einem Polykarbonat gebildet ist, der eine höhere Schmelztemperatur aufweist, welche ihn damit bei der Schmelztemperatur des Polyurethans verbindet.

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