DE883251C

DE883251C - Pneumatic suspension for road and rail vehicles

Info

Publication number: DE883251C
Application number: DESCH7771A
Authority: DE
Inventors: Thie Sie Liem
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-10-18
Filing date: 1951-10-18
Publication date: 1953-07-16

Description

Pneumatische Federung für Straßen- und Schienenfahrze#uge - Die Erfindun- bezieht sich auf eine pneumatische Federung für Straßen- und Schienenfahrzeuge.Pneumatic suspension for road and rail vehicles - The invention relates to a pneumatic suspension for road and rail vehicles.

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.Pneumatic suspension systems are already known in which the entire space between the wheel near the wheel and the wheel rim of elastic low-pressure air chimneys is taken, which transmit the forces from the hub to the rim. In the It has been found in practice that such air chimneys on the hub are too small Have diameters to absorb the forces that occur when braking and accelerating, in a suitable way so that the air chambers start on the hub to hatch.

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.Uni to remedy these deficiencies and still get a el, sufficient -roße Federun-, the low pressure air chamber of the invention in an elastic, resilient N, according iederdruckluftkammer and with one or more additional air chambers, wherein the load supported by the entire volume of the communicating air chambers will.

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.In the drawing are some embodiments of the invention Pneumatic suspension shown, namely Fig. i is the axial cross section of a Wheel of a road vehicle in which the elastic Kainnier el and the additional Chamber between the hub and rim are accommodated, and Fig.: 2 is an axial cross-section similar to Fig. i, but for a ship, with an additional chamber is connected to further additional chambers, increasing the total volume of the resilient Elements is enlarged.

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.From Fig. I it can be seen that the rigid housing i as an additional air chamber is used, this chamber enclosing the wheel hub and with a pneumatic Air chamber 13 with elastic Connected to walls. The case i consists of a silumin alloy of great tensile strength or of pressed Steel plates, which are provided with the necessary reinforcement ribs.

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.According to this embodiment of the invention, the housing i consists of two symmetrical halves which surround the hub centrally and are provided with interlocking lugs on their end faces so that the two housing halves fit exactly into one another and can be fixed at a certain distance (axially and radially) from one another. The halves are pressed together by means of a clamping sleeve: 2 and a ring nut 3 , the seam in the middle of the housing being sealed by means of a precisely fitting rubber sleeve4.

- 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. - The side walls of the additional air chamber i are pulled up so far that a slipping of the elastic walls 13 under the influence of the forces occurring when braking and accelerating the vehicle is not to be feared, which is the case when these walls are approximately up to half of the sufficient radial distance between the wheel axle and the rim.

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.Conical washers g. form an internal stiffener between the after inside curved edges and the part of the housing surrounding the hub, whereby a lateral movement of the housing edges when the wheel bounces is prevented.

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.The upper edges of the housing are provided with a thread on their outer circumference 5 , so that metal rings 6 provided with a corresponding thread can be adjusted on them in the axial direction. each of d 'ieser Ringe6. encloses a multi-segment graphite ring 7. - G # aphitringe7 lie in LJ-shaped rings which extend within the rings: 6 supported on elastic rubber rings 8, so that the graphite rings are protected from damage by heavy impacts.

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.Between the two sets of graphite rings 7 , a guide washer io is attached, which serves to absorb the lateral forces occurring when driving through curves and which ensures a radial guidance of the rims. The guide disk has an opening in its center which is dimensioned sufficiently large to allow the wheel to spring in the direction of the hub. A rim ii for the tire 12 is welded onto the circumference of the guide disk io. According to the invention, the guide disk consists of two symmetrical halves made of thin steel plates into which recesses are pressed. The bottoms of the recesses of the two halves lying against one another are welded together so that a component of great rigidity is created. To achieve a smooth contact surface for the guide elements, a thin steel plate can be welded on both sides of the plates that are welded to one another. The walls of the resilient air chambers are made by two symmetrical, outwardly. bulged ceilings 13 formed which, for. B. can consist of a fabric with an inner and outer rubber layer. The ceilings are reinforced at their edges with steel wires. The contact surfaces of these covers 13 are provided with several concentric ribs 14, whereby a perfect seal is achieved, so that special packing rings can be omitted.

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.By means of the rings 15, which have an S-shaped cross-section, are the outer edges of the ceilings at a short distance from the rim i i through a Wreath of bolts 16 attached to the guide washers io. The inward ones Edges of the covers 13 are airtight at the outer edges of the housing halves i fastened by means of S-shaped rings 1; 7 and bolts 18.

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.In this way, the elastic covers 13 form a pneumatically resilient chamber between the rim and the additional air chamber i. The pneumatic suspension chamber and the rigid housing i are connected to one another by air ducts, so that the entire volume of air in both chambers serves as an air cushion and very good suspension is achieved.

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.In order to be able to align the various parts of the wheel correctly with one another, the clearance between the graphite rings 7 and the guide washers can be adjusted. For this purpose, the rings 6 are screwed onto the thread attached to the outer circumference of the housing edges and can be axially adjusted by gearwheels 2o which can be rotated from the outside by means of handwheels 2, 1 and which are in engagement with the internal toothing ig of the rings 6. The drive shafts of these gears passing through the housing i are well sealed on their periphery so that no air can escape from the housing here. The handwheels: 2i can slide axially on the gear drive shafts. After the setting has been made, the gear is fixed in its position by tightening a nut: 2.2.

Da die Ringe 6 auf jeder Seite der Führungsscheibe unabhängig voneinander einstellbar sind, läßt sich eine genaue Einstellung dieser Scheibe erreichen.Since the rings 6 can be adjusted independently of one another on each side of the guide disk, an exact setting of this disk can be achieved.

Die Welle des Zahnrades ist axial durchbohrt und mit einem Ventil zur Zu- oder Abführung von Luft in oder aus den kommunizierenden Luftkammern versehen. - 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.The shaft of the gear wheel is axially pierced and provided with a valve for supplying or removing air into or from the communicating air chambers. - According to the afindung are acting as a buffer, the rings 6 -outside surrounding thick rubber rings 23 are provided which are preferably vulcanized onto the rings. 6 Should air escape from the chambers in an unforeseen way, the outer part of the elastic blankets 13 will rest against the rubber buffers: 23 and thus be protected from damage.

Der Bremsmechanismus ist an der linken Seite des Luftgehäuses i angeordnet, und die Bremstrommel ist an dem Gehäuse angeschraubt.The brake mechanism is located on the left side of the air housing i, and the brake drum is screwed to the housing.

Auf der rechten Seite ist in ähnlicher Weise ein- Antriebsflansch angeschraubt, mit dem der .#ntri-eb, z. B. ein Kettenrad, gekuppelt werden kann.On the right side is a drive flange in a similar manner screwed on, with which the . # ntri-eb, e.g. B. a sprocket, coupled can be.

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.In the usual way, the wheel is supported free of play on both sides by means of ball bearings. The wheel b t 'zn is attached to the frame by bolts and nuts.

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.Form of the invention-Fi # - shows an embodiment, which differs from the design shown in Fig. i only in a few details. Identical parts are therefore all- "indicated by the same reference numbers as in Fitn. I. The exemplary embodiment according to FIG. 2 is a wheel for rail vehicles is provided with a rim ring 24 which has a flange 2. A noise-dampening running surface 24a can be attached to the rim ring.

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.In this embodiment, the air - #, ehäus, x se i on one Shaft 27 mounted, which is provided with an axial bore, whereby, as through Arrows indicated et, a connection between the first additional air chamber and a second or more additional air chambers not shown here arises. These additional air chimneys can be placed in a suitable place in the vehicle be accommodated. 28 is a sealing ring, by means of which the wheel is on the shaft : 27 is sealed, while 29 is a drive pulley that puts the wheel on the shaft sets and at the same time in connection between the first additional air chamber i and the other 7 additional air chambers. The disk2g # is through the nut30 secured, while a nut provided with a rubber ring attached cap31 seals the whole thing airtight. On the other side of the wheel the wheel is sealed against the shaft by a rubber bushing.

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.Also within the scope of the invention are devices that allow the guide of the vehicle allow from his seat those ruling in the communicating chambers The pressure can be read off and controlled by means of a control valve.

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.The invention is not limited to the exemplary embodiments described limited, since the features of the invention also apply to pneumatic suspension wheels can be applied whose construction in structural details of those shown Embodiments deviates.

Claims

PATENT CLAIM: i. Pneumatic suspension for with low pressure air chambers provided wheels of road and rail vehicles, characterized in that the low-pressure chambers in a pneumatically resilient chamber with elastic walls (13) and one or more air chambers with rigid walls are divided so that the load is borne by the total volume of the communicating air chambers.

2. Pneumatic suspension according to claim i, characterized in that the elastic chamber communicating with an additional rigid chamber is arranged between the tire rim (ii) and the outer periphery (5) of the rigid chamber. 3. Pnenmatic suspension according to claim2. characterized in that the guide disks (io-) penetrating the elastic suspension chamber are guided between guide elements (7; 7) which are attached to the inwardly bent edges of the housing of the rigid chamber (i). 4. Pneumatic suspension according to claim 3, characterized in that the guide washers (io) order from two symmetrical halves made of sheet metal, in which recesses are pressed, and that the abutting bottoms of the recesses of the two halves are welded together. , 5. Pneumatic suspension according to Claims 2 and 3, characterized in that the edges of the two symmetrical covers (13) forming the elastic chamber are provided with several concentric ribs (14) to achieve a good seal and the covers are on the one hand close to the outer circumference of the guide disk and on the other hand, attached to the outer edges of the additional, rigid chamber (i ') . 6. Pneumatic suspension for road vehicles according to claims 3 to 5, characterized in that the outer edge of the filling disks (io) is attached to a tire rim 7. Pneumatic suspension for rail vehicles according to claims 3 to 5, characterized in that the outer edge of the guide disc (io) is attached to a wheel tire which can optionally be equipped with an elastic running surface. 8. Pneumatic suspension according to claim 3, characterized in that the guide rings (6) of the guide disc (io) adjust independently of one another are cash. G. Pneumatic suspension according to claim 8, characterized in that the graphite rings (7) are arranged inside of rings (6), which are threaded and which can be adjusted in the axial direction on the threaded outer edges (5) of the rigid chamber , and that the rings (6) are provided with internal teeth (ig) with which externally adjustable and lockable gears (2o) are in engagement. ok Pneumatic suspension according to claim. characterized in that at least the shaft of one of the gears (2o) is axially pierced so that an air valve can be attached. ii. Pneumatic suspension according to claims 3 and 5, characterized in that rubber buffers (23) are placed around the guide rings (6) of the graphite rings (7) , on which the inner sides of the outer edges of the covers (13 ) to run. 12. Pneumatic suspension according to claim 2, characterized in that the outer diameter of the rigid, additional air chamber is dimensioned so large that a slip of the elastic blankets (13) on the edges of the rigid chamber caused by the forces occurring during braking and acceleration is avoided . 13. Pnenmatic suspension according to claim 3, characterized in that stiffening disks (9) are attached between the edges of the rigid chamber and the hub. 14. Pnenmatic suspension according to one of claims i to 13, characterized in that the shaft of the resilient wheel is axially pierced and one or more, housed at any point in the vehicle additional air chambers with a relatively large volume through the bore of the shaft with the im Air chambers located on the wheel are connected. References: U.S. Patent No. 22 23 1745,