DE10009212B4

DE10009212B4 - Luftfeder mit Zusatzvolumen

Info

Publication number: DE10009212B4
Application number: DE2000109212
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl.-Ing. Schiffler (FH); Wolfgang Kolb
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2000-02-26
Filing date: 2000-02-26
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2020-02-27
Also published as: DE10009212A1

Abstract

Federbein, bestehend aus einer Luftfeder und einem Federträger, insbesondere einem Schwingungsdämpfer, wobei ein von einem Rollbalg begrenzter Federraum mit einem außerhalb des Federbeins befindlichen Zusatzvolumen in Wirkverbindung steht und der Schwingungsdämpfer einen Behälter aufweist, auf dem ein Abrollkolben für den Rollbalg angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des vom Rollbalg (7) begrenzten Federraums (11) mit dem Zusatzvolumen (13) durch einen in das Federbein (1) integrierten Kanal (15) gebildet ist, der eine im Wesentlichen drosselfreie Verbindung zwischen dem Federraum (11) und dem Zusatzvolumen (13) bildet, wobei der Kanal (15) in einen Boden (23) des Behälters (17) vom Schwingungsdämpfer mündet und der Boden (23) den Anschluss für das Zusatzvolumen (13) bildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Federbein, bestehend aus einer Luftfeder und einem Federträger, insbesondere einem Schwingungsdämpfer, entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bei einem von einem Rollbalg begrenzten Federraum, der mit einem Schwingungsdämpfer eine Baueinheit bildet, wird oftmals eine Federcharakteristik gefordert, die mit einem entsprechenden Zusatzvolumen verwirklicht wird. Der gesamte Federraum besteht dann aus dem vom Rollbalg begrenzten Federraum und dem Zusatzvolumen, wobei zur einwandfreien Funktion der Luftfeder eine Drosselwirkung zwischen dem Rollbalgraum und dem Zusatzvolumen unerwünscht ist. Aus diesem Grund muß die Anschlussleitung zwischen den beiden Lufträumen mit einem großen Querschnitt versehen sein, was nur mit einer sehr druckfesten und daher teueren Verbindungsleitung erfolgen kann, die üblicherweise als Schlauchleitung ausgeführt ist. Um die Drosselwirkung zwischen dem Federraum und dem Zusatzvolumen auszuschließen, sind außerdem Anschlussverschraubungen mit großem Durchmesser erforderlich.

Aus der DE 1 184 225 C ist ein hydropneumatisches Federbein bekannt, dessen Abrollrohr und Behälter einen konzentrischen Ringraum für ein Zusatzluftvolumen bilden. Das Zusatzluftvolumen ist damit Bestandteil des Federbeins. Ein Anschluss zur Druckluftversorgung der Luftfeder als Teil des Federbeins ist nicht offenbart.

Die DE 34 03 648 C2 beschreibt ein Feder-Dämpferelement, das eine Hauptluftkammer und eine Zusatzluftkammer aufweist, die über einen Kanal innerhalb einer Kolbenstange eines Schwingungsdämpfers verbunden sind. Die Zusatzluftkammer ist in Reihe zur Hauptluftkammer angeordnet und untrennbar mit dem Feder-Dämpferelement verbunden.

In der DE 40 35 304 A1 verfügt eine Gasfeder über einen Schwingungsdämpfer innerhalb eines Abrollrohres. Ein Behälter des Schwingungsdämpfers und das Abrollrohr bilden einen Ringraum, der einen seitlich im Abrollrohr angeordneten Anschluss für eine nicht dargestellte Druckgasleitung aufweist.

Die Luftfeder nach der DE 44 29 992 A1 weist ein Abrollrohr auf, dessen Innenwandung einen Ausgleichsraum für einen integrierten Schwingungsdämpfer bildet. Innenerhalb der Wandung des Abrollrohres ist eine Schlauchleitung für einen Anschluss zur Druckluftversorgung eingelegt.

Die gattungsbildende DE 195 08 854 A1 betrifft ein Federbein, bestehend aus einer Luftfeder und einem Fededrträger, insbesondere einem Schwingungsdämpfer, wobei ein von einem Rollbalg begrenzter Federraum mit einem außerhalb des Federbeins befindlichen Zusatzvolumen in Wirkverbindung steht und der Schwingungsdämpfer einen Behälter aufweist, auf dem ein Abrollkolben für den Rollbalg angeordnet ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Federbein zu schaffen, das einen von einem Rollbalg begrenzten Federraum aufweist, wobei der Federraum eine ein fache, betriebssichere und kostengünstige Verbindung mit einem Zusatzvolumen aufweist.

Diese Aufgabe wird entsprechend der Erfindung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Durch die Verbindung des vom Rollbalg begrenzten Federraums mit dem Zusatzvolumen durch einen in das Federbein integrierten Kanal wird eine kompakte Baueinheit geschaffen, die eine direkte Verbindung mit dem Zusatzvolumen ermöglicht und gegen äußere Beschädigungen sicher ist. Infolge dieser direkten Verbindung wird eine teuere Schlauchleitung vermieden und ein Anschluss mit großem Durchlassquerschnitt ermöglicht.

Auch der Kanal ist so ausgebildet, dass eine drosselfreie Verbindung zwischen dem vom Rollbalg begrenzten Federraum und dem Zusatzvolumen sichergestellt ist. Eine große Freizügigkeit für die Ausbildung und Anordnung des Zusatzvolumens bleibt erhalten und der Luftbehälter für das Zusatzvolumen muss nur einen entsprechenden Anschluss für das Federbein aufweisen. So kann beispielsweise der das Zusatzvolumen aufweisende Luftbehälter auch mit einem Gelenkteil zur Befestigung am Fahrzeug versehen sein. Ebenso kann das Zusatzvolumen von einem Fahrzeugteil gebildet sein, wie einer entsprechend ausgestalteten Achse. Der Behälter des Schwingungsdämpfers und somit das Federbein wird über den Anschluss gleichzeitig mit der Achse und mit dem Zusatzvolumen verbunden.

Der Kanal zwischen dem vom Rollbalg begrenzten Federraum und dem Zusatzvolumen wird mit einem großen Querschnitt ausgeführt, so dass der Kanal als Teil des Zusatzvolumens wirksam ist. Ein derartiger Kanal wird beispielsweise durch ein mit dem Behälter des Schwingungsdämpfers verbundenes Bauteil geschaffen, das mit der Außenfläche des Behälters einen relativ großen sichelförmigen Querschnitt bildet. Ein solcher mit dem Kanal versehener Behälter kann als Gussteil hergestellt sein oder das Bauteil wird auf den Behälter aufgeschweißt.

Der Anschluss im Boden des Behälters ist üblicherweise als Schraubverbindung ausgeführt, jedoch ist es problemlos möglich das Zusatzvolumen mittels einer im Maschinenbau bekannten Steckverbindung abdichtend mit dem Boden des Behälters zu verbinden.
Das Zusatzvolumens wird normalerweise hinsichtlich Form, Volumen und Anordnung vom Fahrzeughersteller bestimmt und mit dem Anschlussteil für das Federbein versehen. Es wird vorgeschlagen, dass ein Teilraum des Zusatzvolumens durch entsprechende Ausgestaltung des Abrollkolbens gebildet wird. Zur einfachen Verbindung des Abrollkolbens mit dem Behälter des Federbeins ist ein Aufnahmering angeordnet, der mit dem Kanal einen Durchlassquerschnitt bildet und auf der Außenfläche des Aufnahmerings der Abrollkolben abdichtend befestigt ist.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsfomen wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
1 ein Federbein im Längsschnitt;
2 einen Querschnitt durch das Federbein nach 1 entsprechend der Schnittlinie A-B;
3 ein Federbein mit einem Abrollkolben, der einen Teilraum des Zusatzvolumens bildet.
Das in 1 dargestellte Federbein 1 besteht aus einer Luftfeder 3 und einem Federträger in der beispielhaften Bauform eines Schwingungsdämpfer 5. Ein Federraum 11 ist nach außen durch einen Rollbalg 7 begrenzt, der einerseits auf einem karosseriefesten Teil und andererseits auf einem Abrollkolben 9 befestigt ist. Der Federraum 11 steht über einen Kanal 15 mit einem Zusatzvolumen 13 in Verbindung, wobei dieses Zusatzvolumen 13 nur schematisch eingezeichnet ist, da das Zusatzvolumen üblicherweise in einem Luftbehälter angeordnet ist, der vom Fahrzeughersteller entsprechend der gewünschten Federcharakteristik hinsichtlich Form und Volumen ausgelegt und an geeigneter Stelle im Fahrzeug untergebracht wird. Der Kanal 15 ist durch die Außenwand des Behälters 17 und durch ein darauf befestigtes Bauteil 19 nach außen begrenzt und mündet in einen Boden 23, der den Anschluss für das Zusatzvolumen 13 aufweist. Zur einfachen Befestigung des Abrollkolbens 9 auf dem Schwingungsdämpfer 5 ist ein mit einem großen Durchlassquerschnitt 29 versehener Aufnahmering 27 fest mit dem Behälter 17 verbunden.
Der in 2 gezeigte Querschnitt, entsprechend der Schnittlinie A-B in 1, durch den Behälter 17 des Schwingungsdämpfers zeigt den großflächigen sichelförmigen Querschnitt 21 des nach außen vom Bauteil 19 begrenzten Kanals. Das Bauteil 19 kann auf den Behälter 17 aufgeschweißt sein oder es sind die üblichen Herstellungsverfahren, wie Herstellung des Behälters 17 mit dem Bauteil 19 als Gussteil oder als Fließpress- bzw. Ziehteil, denkbar.
Die Ausführungsform nach 3 unterscheidet sich von der nach 1 im Wesentlichen dadurch, dass der Abrollkolben 9 einen Teilraum 25 für den Federraum bildet, der in diesem Fall aus dem vom Rollbalg 7 begrenzten Federraum 11, dem Teilraum 25 dem Volumen des Kanals 15 und dem Zusatzvolumen 13 besteht. Im Teilraum 25 sind Rippen vorgesehen, die sich auf dem Behälter abstützen und dessen gasdichte Verbindung auf dem Aufnahmering 27 ist am unteren Ende des Abrollkolbens 9 vorgesehen. Die übrigen in der 3 aufgeführten Bezugszeichen entsprechen hinsichtlich Bauteil und Anordnung den in 1 eingezeichneten.
Der in den Figuren dargestellte Kanal 15 zwischen dem vom Rollbalg 7 begrenzten Federraum 11 und dem Zusatzvolumen 13 kann auf die unterschiedlichste Art im Federbein integriert sein. Beispielsweise kann der Kanal 15 als Rohrleitung am Be hälter 17 entlang geführt sein, wobei diese Rohrleitung einerseits im Aufnahmering 27 abdichtend befestigt und andererseits mit dem Zusatzvolumen verbunden ist.

Claims

Federbein, bestehend aus einer Luftfeder und einem Federträger, insbesondere einem Schwingungsdämpfer, wobei ein von einem Rollbalg begrenzter Federraum mit einem außerhalb des Federbeins befindlichen Zusatzvolumen in Wirkverbindung steht und der Schwingungsdämpfer einen Behälter aufweist, auf dem ein Abrollkolben für den Rollbalg angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des vom Rollbalg (7) begrenzten Federraums (11) mit dem Zusatzvolumen (13) durch einen in das Federbein (1) integrierten Kanal (15) gebildet ist, der eine im Wesentlichen drosselfreie Verbindung zwischen dem Federraum (11) und dem Zusatzvolumen (13) bildet, wobei der Kanal (15) in einen Boden (23) des Behälters (17) vom Schwingungsdämpfer mündet und der Boden (23) den Anschluss für das Zusatzvolumen (13) bildet.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (15) als Teil des Zusatzvolumens (13) ausgebildet ist.
Federbein nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (15) ein am Behälter (17) des Schwingungsdämpfers (5) vorhandenes Bauteil (19) aufweist, das einen sichelförmigen Querschnitt (21) mit der Außenfläche des Behälters (17) bildet.
Federbein nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzvolumen (13) direkt am Boden (23) des Behälters (17) mittels einer Schraubverbindung angebracht ist.
Federbein nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzvolumen (13) mittels einer Steckverbindung am Boden (23) des Behälters (17) abdichtend angeordnet ist.
Federbein nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzvolumen (13) im Bereich einer Fahrzeugachse angeordnet ist.
Federbein nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vom Abrollkolben (9) ein Teilraum (25) des Zusatzvolumens (13) gebildet ist.
Federbein nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abrollkolben (9) und dem Kanal (15) ein Aufnahmering (27) befestigt ist, in dem ein Durchlassquerschnitt (29) zwischen dem Federraum (11) und dem Kanal (15) angeordnet ist.