DE102006043471A1

DE102006043471A1 - Luftfederbein

Info

Publication number: DE102006043471A1
Application number: DE200610043471
Authority: DE
Inventors: Ralf Pielock
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2008-03-27
Also published as: WO2008031649A1; EP2069154A1

Abstract

Luftfederbein für ein Kraftfahrzeug, enthaltend ein Lagerelement, ein Elastomerbauteil, einen Schlauchrollbalg, welcher an seinem ersten Ende mit einem Zylinderelement und an seinem zweiten Ende mit einem Abrollkolben verbunden ist und so einen ersten Wirkraum bildet, einen Stoßdämpfer und ein Verbindungselement, und wobei das Lagerelement auf der einen Seite mittels des Elastomerbauteils fest mit dem Zylinderelement und auf der anderen Seite mit der Karosserie des Kraftfahzeuges verbindbar ist, wobei das Elastomerbauteil durch mindestens eine Öffnung in dem Lagerelement mit einem Dichtelement auf der anderen Seite des Lagerelements in Verbindung steht, um den ersten Wirkraum gegenüber der Atmosphäre abzudichten.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ein Luftfederbein für ein Kraftfahrzeug enthaltend ein Lagerelement, ein Elastomerbauteil, einen Schlauchrollbalg, welcher an seinem ersten Ende mit einem Zylinderelement und an seinem zweiten Ende mit einem Abrollkolben verbunden ist und so einen ersten Wirkraum bildet, einen Stoßdämpfer und ein Verbindungselement, und wobei das Lagerelement auf der einen Seite mittels des Elastomerbauteils fest mit dem Zylinderelement und auf der anderen Seite mit der Karosserie des Kraftfahrzeuges verbindbar ist.
Ein Luftfederbein der eingangs genannten Art ist aus der DE 103 15 679 A1 bekannt. Das aus dieser Druckschrift bekannte Luftfederbein weist ein Lagerelement auf, welches über ein Elastomerbauteil mit einem Zylinderelement verbunden ist. An dem Zylinderelement ist ein Federbalg angeordnet, welcher ein Luftfedervolumen umschließt. Das Lagerelement ist mittels Bolzen fest mit der Karosserie des Fahrzeuges verbunden. Im Innendurchmesser eines zylindrischen Bereichs des Lagerelementes ist ein Dämpferlager angeordnet, welches andererseits mit der Kolbenstange des Stoßdämpfers des Luftfederbeins verbunden ist. Der Bereich des Dämpferlagers wird von einem Deckel mittels zweier O-Ringe gegen die Atmosphäre abgedichtet, da der so genannte Zusatzraum oberhalb des Dämpferlagers mit dem Federraum in Verbindung steht und ansonsten die Luft aus dem Federraum in die Atmosphäre entweichen könnte.
Nachteilig an dem bekannten Aufbau eines Luftfederbeins ist, dass der Deckel einen sehr aufwendigen konstruktiven Aufbau aufweist und für die Anwendung herkömmlicher O-Ringe zur Abdichtung große Wandstärken des Deckels für die entsprechende Aufnahme-Nut der O-Ringe benötigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Luftfederbein mit einem einfachen konstruktiven und kostengünstigen Aufbau zu schaffen, welches die Verwendung von dünnwandigen Bauteilen gestattet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bei einem derartigen Luftfederbein steht das Elastomerbauteil durch mindestens eine Öffnung in dem Lagerelement mit einem Dichtelement auf der anderen Seite des Lagerelementes in Verbindung, um den ersten Wirkraum gegenüber der Atmosphäre abzudichten. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Verwendung eines mit dem Elastomerbauteils in Verbindung stehenden Dichtelementes kein extra Bauteile, wie z.B. O-Ringe notwendig sind, und somit eine besonders einfache und kostengünstige Montage des Lagerelementes inkl. des Dichtelementes möglich ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine besonders geringe Bauhöhe in dem Bereich des Dichtelementes erzielbar ist.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung nach Anspruch 2 ist vorgesehen, dass das Dichtelement eine Dichtlippe aufweist. Mit dieser Dichtlippe lässt sich die Dichtwirkung des Dichtelementes verbessern und ggf. eine durch den Druck in dem ersten Wirkraum unterstützte und damit erhöhte Dichtwirkung erzielen.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung nach Anspruch 3 ist vorgesehen, dass das Elastomerbauteil und das Dichtelement einteilig ausgeführt sind. Der Vorteil dieser Weiterbildung besteht darin, dass die einteilige Herstellung besonders einfach und kostengünstig ist und die Montage des Lagerelementes inkl. des Dichtelementes und des Elastomerbauteils vereinfacht und damit verbessert wird.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung nach Anspruch 4 ist vorgesehen, dass das Dichtelement zwischen dem Lagerelement und der Karosserie des Kraftfahrzeuges angeordnet ist. Der Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass die Abdichtung zwischen dem Lagerelement und der Fahrzeugkarosserie mit einem konstruktiv einfachen und kostengünstigen Aufbau möglich ist und eine besonders einfache Montage erlaubt.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung nach Anspruch 5 ist vorgesehen, dass das Dichtelement zwischen dem Lagerelement und einem Deckel angeordnet ist. Der Vorteil dieser Weiterbildung besteht darin, dass das Luftfederbein als geschlossenes Modul hergestellt und geprüft (z.B. auf Leckage) werden kann. Damit wird die Montage des Luftfederbeins an die Fahrzeugkarosserie wesentlich vereinfacht, wobei auch der konstruktive Aufbau, z.B. die Toleranzanforderungen, der Fahrzeugkarosserie in diesem Bereich reduziert werden können, was Kosten einspart.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung nach Anspruch 6 ist vorgesehen, dass das Dichtelement im Bereich eines der Karosserie oder dem Deckel zugewandten inneren Durchmessers des Lagerelementes angeordnet ist. Der Vorteil dieser Weiterbildung besteht darin, dass in dem oberen, dem Deckel oder der Karosserie zugewandten Bereich des Lagerelementes die Anordnung des Dichtelementes und damit der Abdichtung beim dem dort vorhandenen kleinsten Durchmesser durchgeführt wird.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung nach Anspruch 7 ist vorgesehen, dass das Lagerelement mindestens eine Bohrung aufweist, wobei das Dichtelement zwischen der Bohrung und einer Achse des Luftfederbeins angeordnet ist. Der Vorteil dieser Weiterbildung besteht darin, dass die Bohrung außerhalb des abzudichtenden Raumes liegt. Dadurch kann das Dichtelement einfache und kostengünstig angeordnet und ausgeführt werden.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung nach Anspruch 8 ist vorgesehen, dass ein Bolzen innerhalb der Bohrung derart angeordnet ist, dass sich der Kopf des Bolzens auf der einen, dem Elastomerbauteil zugeordneten Seite befindet. Der Vorteil dieser Weiterbildung besteht darin, dass die Bohrung und der Bolzen durch das Elastomerbauteil auf einfache und sichere Weise abgedichtet werden können.
Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile werden im Zusammenhang mit den Figuren erläutert, darin zeigen:
1 ein Luftfederbein,
2 einen Ausschnitt eines Luftfederbeins.
Die 1 zeigt ein Luftfederbein 1 mit einem Lagerelement 2, welches fest mit einem Elastomerbauteil 4 verbunden ist. An dem Elastomerbauteil 4 ist ein Zylinderelement 8 anvulkanisiert. An dem Zylinderelement 8 ist ein erstes Ende 6a eines Schlauchrollbalges 6 mittels eines ersten Klemmringes 7a fest und abdichtend angebracht. Das zweite Ende 6b des Schlauchrollbalges 6 ist mittels eines zweiten Klemmringes 7b an einem Abrollkolben 20 fest und dichtend verbunden. Der Abrollkolben 10 stützt sich an einem Zylinder 14 eines Stoßdämpfers ab. Der herkömmliche, hydraulische Stoßdämpfer weist neben dem Zylinder 14 eine Kolbenstange 13 auf. Der Zylinder 14 des Stoßdämpfers ist an seinem unteren Ende mit einem Verbindungselement 16 verbunden, welches mit einem nicht gezeigten Radträger oder dgl. eines Kraftfahrzeuges verbindbar ist.
Das aus dem Zylinder 14 des Stoßdämpfers herausragende Ende der Kolbenstange 13 des Stoßdämpfers ist über ein Stoßdämpferlager 15 mit dem Lagerelement 2 verbunden. An dem Lagerelement 2 ist ein Zusatzfederelement 17 angeordnet, welches sich bei starker Einfederung des Luftfederbeines 1 an einem axialen Ende des Zylinders 14 abstützen kann. Ein Deckel 19 fixiert das Stoßdämpferlager 15 in axialer Richtung gegenüber dem Lagerelement 2. Diese Funktion könnte aber auch von der Karosserie 18 des Kraftfahrzeuges bei entsprechender geometrischer Gestaltung übernommen werden.
Von dem Lagerelement 2, dem Elastomerbauteil 4, dem Zylinderelement 8, dem Schlauchrollbalg 6, dem Abrollkolben 10 und dem Zylinder 14 des Stoßdämpfers wird ein erster Wirkraum 12 umschlossen, in dem sich das Druckmittel bzw. Feder und/oder Dämpfungsmedium befindet, z.B. Luft. Der das Stoßdämpferlager 15 umgebende zweite Wirkraum steht mit dem ersten Wirkraum 12 in Verbindung, so dass Druckmittel aus dem ersten Wirkraum 12 über den zweiten Wirkraum in die Atmosphäre gelangen kann.
Das Stoßdämpferlager 15 weist eine metallische Lagerinnenschale und einen elastomeren Außenbereich auf, welcher vorzugsweise aus Polyurethan ist. Da Polyurethan porös und damit luftdurchlässig ist, ist eine zusätzliche Abdichtung des Lagerelementes 2 im Bereich des Stoßdämpferlagers 15 und des zweiten Wirkraumes erforderlich. Aufgrund der eingeschränkten zulässigen Bauhöhe des Luftfederbeins 1 scheidet eine Abdichtung mittels herkömmlicher O-Ringe oder dgl. aus, da sowohl das Lagerelement 2, als auch der Deckel 19 oder die Fahrzeugkarosserie als dünnwandige Blechform- und/oder Kunststoffspritzguss-Teile ausgeführt sind und keine insbesondere radiale Fixierung für einen O-Ring in Form einer Nut bieten. Um trotzdem eine sichere Abdichtung in diesem Bereich zu ermöglichen, ist auf der einen, der Karosserie 18 zugewandten Seite des Lagerelementes 2 ein Dichtelement 22 angeordnet, welches über zwei Öffnungen 20 im Lagerelement 2 mit dem Elastomerbauteil 4 auf der anderen Seite des Lagerelementes 2 in Verbindung steht.
Das Dichtelement 22 ist zur Fixierung an dem Lagerelement 2 anvulkanisiert. Beim Vulkanisationsprozess wird das Elastomer des Elastomerbauteils 4 durch die Öffnungen 20 geführt und so zur Ausbildung des Dichtelementes 22 verwendet. Die Anbindung des Luftfederbeines 1 an die Karosserie 18 erfolgt über zwei oder mehr Bolzen 30, welche an der Karosserie 18 fest verschraubt oder verschweißt werden können. Der Deckel 19 ist durch vercrimpen, verkleben, verschrauben oder verschweißen fest mit dem Lagerelement 2 verbunden, so dass das Luftfederbein 1 als abgeschlossene Einheit und mit Druckmittel gefüllt, transportiert und montiert werden kann.
Die 2 zeigt einen Ausschnitt eines Luftfederbeins mit einem Lagerelement 2, einem Elastomerbauteil 4, einem Zylinderelement 8, wobei das Elastomerbauteil 4 an das Lagerelement 2 und das Zylinderelement 8 anvulkanisiert ist. Im Bereich der einen, der Karosserie (nicht gezeigt) zugewandeten Seite und des inneren Durchmessers d des Lagerelementes 2 ist ein Dichtelement 22 angeordnet. Zur Verbindung des Lagerelementes 2 mit einer nicht gezeigten Karosserie eines Kraftfahrzeuges sind zwei oder mehr Bolzen 30 mit dem Lagerelement 2 fest verbunden. In dem Ausführungsbeispiel der 2 werden die Bolzen durch eine Bohrung 26 des Lagerelementes 2 derart geführt, dass der Kopf 30a des Bolzens 30 vom Elastomerbauteil 4 umgeben wird. Das andere Ende des Bolzen 30 ragt auf der einen Seite des Lagerelementes 2 über dieses hinaus, um an der Karosserie verschraubt werden zu können.
Das Dichtelement 22 ist an dem Lagerelement 2 anvulkanisiert und steht über mindestens eine Öffnung 20, hier zwei Öffnungen 20, mit dem Elastomerbauteil 4 in Verbindung. Das Dichtelement 22 und das Elastomerbauteil 4 sind aus dem gleichen elastomeren Werkstoff hergestellt. Das Dichtelement 22 ist zwischen der Bohrung 26 und einer Achse 28 des Lagerelementes 2 angeordnet, so dass eine sichere Abdichtung des ersten und/oder zweiten Wirkraums gewährleistet ist. Zur besseren Abdichtung des ersten und/oder zweiten Wirkraums gegenüber einer nicht gezeigten Karosserie oder einem nicht gezeigten Deckel weist das Dichtelement 22 zwei umlaufende Dichtlippen 24 auf. Es ist auch möglich, dass nur eine umlaufende Dichtlippe 24 oder mehr als zwei umlaufende Dichtlippen 24 eingesetzt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele der 1 oder der 2 beschränkt. Es ist auch möglich die Erfindung bei hydropneumatischen Luftfederbeinen oder Gas-Feder-Dämpfereinheiten ohne hydraulischen Dämpfer einzusetzen.

1: Luftfederbein
2: Lagerelement
4: Elastomerbauteil
6: Schlauchrollbalg
6a: erstes Ende
6b: zweites Ende
7a: erster Klemmring
7b: zweiter Klemmring
8: Zylinderelement
10: Abrollkolben
12: erster Wirkraum
13: Kolbenstange
14: Zylinder
15: Stoßdämpferlager
16: Verbindungselement
17: Zusatzfeder
18: Karosserie
19: Deckel
20: Öffnung
22: Dichtelement
24: Dichtlippe
26: Bohrung
28: Achse
30: Bolzen
30a: Kopf des Bolzens

Claims

Luftfederbein (1) für ein Kraftfahrzeug enthaltend ein Lagerelement (2), ein Elastomerbauteil (4), einen Schlauchrollbalg (6), welcher an seinem ersten Ende (6a) mit einem Zylinderelement (8) und an seinem zweiten Ende (6b) mit einem Abrollkolben (10) verbunden ist und so einen ersten Wirkraum (12) bildet, einen Stoßdämpfer (14) und ein Verbindungselement (16), und wobei das Lagerelement (2) auf der einen Seite mittels des Elastomerbauteils (4) fest mit dem Zylinderelement (8) und auf der anderen Seite mit der Karosserie (18) des Kraftfahrzeuges verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerbauteil (4) durch mindestens eine Öffnung (20) in dem Lagerelement (2) mit einem Dichtelement (22) auf der anderen Seite des Lagerelementes (2) in Verbindung steht, um den ersten Wirkraum (12) gegenüber der Atmosphäre abzudichten.
Luftfederbein (1) für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (22) eine Dichtlippe (24) aufweist.
Luftfederbein (1) für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerbauteil (4) und das Dichtelement (22) einteilig ausgeführt sind.
Luftfederbein (1) für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (22) zwischen dem Lagerelement (2) und der Karosserie (18) des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.
Luftfederbein (1) für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (22) zwischen dem Lagerelement (2) und einem Deckel (19) angeordnet ist.
Luftfederbein für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (22) im Bereich eines der Karosserie (18) oder dem Deckel (19) zugewandten inneren Durchmessers (d) des Lagerelementes (2) angeordnet ist.
Luftfederbein (1) für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (2) mindestens eine Bohrung (26) aufweist, wobei das Dichtelement (22) zwischen der Bohrung (26) und einer Achse (28) des Lagerelementes (2) angeordnet ist.
Luftfederbein (1) für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bolzen (30) innerhalb der Bohrung (26) derart angeordnet ist, dass sich der Kopf (30a) des Bolzens (30) auf der anderen, dem Elastomerbauteil (4) zugeordneten Seite befindet.