DE102008034836A1

DE102008034836A1 - Federbein aus einer Luftfeder und einem Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102008034836A1
Application number: DE102008034836A
Authority: DE
Inventors: Cord LÜHMANN; Jan Müller; Rainer Bünsch
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Vibracoustic SE
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2010-02-11
Anticipated expiration: 2028-07-25
Also published as: DE102008034836B4

Abstract

Federbein aus einer Luftfeder und einem Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge, wobei der Abschluss der Luftfeder durch einen Topf gebildet ist und das Kolbenstangenende des Stoßdämpfers beweglich an einem Anschlusslager im Topf befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Topf 33 an seinem unteren Rand 13 mit einem nach innen gerichteten Verbindungselement 34 versehen ist, welches mit einem Teil 35 seiner Wandung als Klemmumfassung für das an den Topf anschließbare Federbalgende 10 dient.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung befasst sich mit einem Federbein aus einer Luftfeder und einem Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge, wobei der Abschluss der Luftfeder durch einen Topf gebildet ist und das Kolbenstangenende des Stoßdämpfer beweglich an einem Abschlusslager im Topf befestigt ist und das Volumen des vom Topf eingefassten Raums, das Volumen des vom Federbalg erfassten Raums deutlich übersteigt.
Federbeine der voranstehenden Art werden bei Kraftfahrzeugen vielfältig eingesetzt. Dabei bestimmt die Luftfeder in erster Linie das Federverhalten des Fahrzeugs, während der Stoßdämpfer vorwiegend für die Dämpfung auftretender Schwingungen vorgesehen ist. Um eine möglichst weiche Federung zu erreichen, wird das Gesamtvolumen für die Druckluft der Luftfeder möglichst groß gehalten. Zu diesem Zweck kann der Abschluss der Luftfeder durch einen Topf gebildet werden, an den ein weiterer Behälter für die Aufnahme von zusätzlicher Druckluft angeschlossen werden kann. In vielen Fällen wird jedoch lediglich der Topf der Luftfeder großvolumig ausgebildet, um das nötige Volumen für die weichere Federung bereitzustellen. Die Vergrößerung des Topfvolumens wird meist durch eine Vergrößerung des Innendurchmessers des Topfes erreicht, was jedoch zu Schwierigkeiten bei der Befestigung des mit dem Topf zu verbindenden äußeren Federbalgendes des Federbalgs führt. Das Topfende wird hierfür meist mit einer Abstufung versehen, an welche das Federbalgende angelegt wird. Diese Vorgehensweise ist insgesamt nicht sehr befriedigend.
Stand der Technik
Durch die DE 195 08 890 C1 ist ein Federbein bekannt geworden, bei dem ein großvolumiger Topf verwendet wird, der mit einem abgestuften verkleinerten Rand versehen ist, an dem das Federbalgende befestigt wird. Dabei wird bei der einen Ausführungsform das Federbalgende um den Rand des Topfes gezogen und durch einen außen aufgelegten Klemmring verklemmt. Eine andere in der genannten Schrift ebenfalls gezeigte Ausführungsform sieht vor, das Federbalgende innen im Topf zu befestigen. Dabei wird ein Stützring in den Bereich der Abstufung der Topfwand gelegt und die Topfwand von außen an das Federbalgende und den Stützring gepresst. Dieses Verfahren ist sehr aufwendig, weil gleichzeitig auch noch eine Verlängerung am Topf vorhanden ist, die in ihrem Durchmesser reduziert wird, außerdem kommt bei dieser Ausführungsform die Stirnfläche vom Federbalgende gebildete, im Druckraum der Luftfeder zu liegen, was zu Undichtigkeiten führen kann.
Eine fertigungstechnisch vereinfachte Form der Ausgestaltung des Topfes und auch der Befestigung des Federbalgendes am Topf, ist in der WO98/26947 dargestellt. Dort wird der Federbalg mit seinem Ende um die Abstufung des Topfes gelegt und über einen Klemmring angeklemmt. Die Befestigung wird außerdem noch durch eine Außenführung unterstützt, welche im Befestigungsbereich den Klemmring überlappt.
Eine Möglichkeit bei der ein großvolumiger Topf eingesetzt wird, zeigt die US 5,129,634 . Dort wird die Befestigung des äußeren Endes des Federbalgs am Topfrand ebenfalls durch Klemmringe vollzogen. Die Klemmringe werden außen an dem Absatz des Topfes angebracht, wobei der Topfrand eine sägezahnartige Umrandung hat, in die das Federbalgende durch den Klemmring eingepresst wird. Trotz dieser Vorgehensweise können auch hier bei längerem Gebrauch Undichtigkeiten auftreten. Für die Ausgestaltung des Topfes werden verschiedene Vorschläge gemacht.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Federbein mit einer großvolumigen Luftfeder der eingangs genannten Art zu erstellen, bei der eine sichere Abdichtung des äußeren Federbalgendes am Topf für einen sicheren Abschluss für die Druckluft vorhanden ist und bei der eine rationelle Fertigung möglich ist, indem beispielsweise für die Klemmung des Luftfederendes am Topf Presswerkzeuge benutzt werden können, welche von außen Zugang zur Pressstelle haben. Darüber hinaus wird angestrebt eine Vorgehensweise zu finden, bei der unter Beibehaltung aller wesentlichen Teile der Luftfeder eine Vergrößerung des Druckluftvolumens der Luftfeder ohne die Anbringung eines zusätzlichen, mit der Luftfeder in Verbindung stehenden Außenbehälters zu ermöglichen.
Die Lösung der gestellten Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche 2 bis 11 sind vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes.
Bei einem Federbein der eingangs genannten Gattung kommt ein Topf zur Anwendung, der ein größtmögliches Volumen hat. Seine äußeren Abmessungen werden allein durch den von den anderen Fahrzeugteilen vorgegebenen Raum beschränkt. Dieser Topf kann beispielsweise im Tiefziehverfahren hergestellt werden. An dem unteren Rand des Topfes wird luftdicht ein Verbindungselement angebracht, dass ringförmig ausgebildet zur Topfmitte gerichtet ist. Die Breite des Ringes wird so gewählt, dass sein Innenrand bis zum Federbalgende reicht. Dieser Innenrand wird dann für die Verklemmung des Federbalgendes herangezogen. Ein Teil der Wandung des Verbindungselements wird folglich als Klemmumfassung für das Federbalgende benutzt.
An Stelle des Innenrandes des Verbindungselements kann jedoch auch ein Wandteil eines Topfes herangezogen werden, der innerhalb des erstgenannten Topfes liegt. Dieser zweite Topf kann ebenfalls im Tiefziehverfahren hergestellt werden und wird auf seiner Außenfläche mit Durchlässen, für einen Druckluftaustausch zwischen den Innenräumen der beiden Töpfe versehen. Bei der Montage des Federbeins wird zunächst der innenliegende zweite Topf aufgesetzt und das äußere Federbalgende durch einen Wandabschnitt des zweiten Topfes an einen Innenring gepresst. Das Presswerkzeug hat für diesen Vorgang freien Zugang von außen. Danach wird der äußere erste Topf aufgesetzt und die beiden Ränder der Töpfe miteinander verbunden. Hierfür kann beispielsweise ein Bördelvorgang benutzt werden, mit entsprechender Einlage eines elastomeren Dichtungsmaterials. Die Verwendung von zwei Töpfen erschließt eine Möglichkeit, bei der bei einem vorhandenen Federbein mit einer zu harten Federung durch den Aufsatz eines Außentopfes ein Zusatzvolumen für eine weichere Federung erreicht werden kann.
Um eine höchsten Ansprüchen genügende Verbindung des Federbalgendes am Topf zu erreichen, bei der insbesondere die Schnittkante des Federbalgs außerhalb des Druckraums der Luftfeder liegt, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Federbalgende derart um den Innenring gelegt wird, dass seine Schnittkante außerhalb des Druckraums liegt.
Die Ausgestaltung der Klemmumfassung für das Federbalgende durch ein separates Verbindungselement, welches erst nach dem Klemmvorgang mit der Luftfeder verbunden wird, lässt diese Vorgehensweise zu. Hierbei kann der vorgesehene Innenring nur noch von einem Stützlager umgeben sein und außerdem wird der Federbalg selbst mit einer Außenführung eingefasst. Für besondere Zwecke kann es auch noch nützlich sein, wenn der im Bereich der Innenseite des Innenrings liegende Federbalgendteil von einem Stützring abgestützt ist.
Es wird noch bemerkt, dass zumindest das Verbindungselement und auch der innenliegende Topf aus Metall bestehen, um die erforderlichen Verformungsvorgehen bei der Klemmung zu ermöglichen.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend erläutert.
Es zeigt:
1 einen Schnitt durch einen mit einer Luftfeder ausgestatteten Bereich eines Federbeins mit nach innen gerichteten Verbindungselementen am Topf,
2 eine Ausführungsform bei der neben den Verbindungselementen und Innenring für das Federbalgende zusätzlich ein Stützring eingesetzt ist,
3 eine Ausführungsform bei der zur Bildung eines Zusatzvolumens zwei Töpfe verwendet werden und
4 eine Anbindung des Federbalgendes unter Verwendung eines Stützlagers und einer Außenführung für den Federbalg.
Ausführung der Erfindung
Die 1 zeigt schematisch den oberen Teil eines Federbeins 1, welches aus der Luftfeder 2 und dem Stoßdämpfer 3 besteht. Die Luftfeder 2 wird von dem Federbalg 31 und dem Abschlusstopf 33 umgrenzt. Das Kolbenstangenende 32 des Stoßdämpfers 3 ist beweglich im Anschlusslager 18 befestigt. Der Außenrand 13 des Topfes 33 liegt außerhalb des äußeren Randes des Federbalgendes 10. Am Rand 13 des Topfes 33 ist luftdicht das nach innen gerichtete Verbindungselement 34 angebracht, welches mit seinem innenliegenden Teil 35 seiner Wandung als Klemmumfassung für das Federbalgende 10 dient. Der Federbalg 31 ist optional mit der Außenführung 22 ausgestattet. Diese Ausbildung der Luftfeder 2 ergibt ein sehr großes Volumen für die Druckluft in der Luftfeder 2, wobei gleichzeitig die Anbringung des Federbalgs 31 am Kolben 4, der im vorliegenden Fall durch einen Aufsteckteil am Stoßdämpfer dargestellt wird, als auch am Topf 33 von außen möglich ist. In beiden Fällen können Werkzeuge von außen an die Befestigungsstelle herangeführt werden. Eine automatische Fertigung wird dadurch ermöglicht. Die Befestigung des inneren Federbalgendes 5 am Kolben 4 erfolgt in an sich bekannter Weise durch den Einsatz eines Klemmrings 7, welcher das Federbalgende 5 am Kolben 4 anklemmt, wobei der Klemmring 7 vom Federbalgende 5 umschlungen wird. Das äußere Ende 8 des Federbalgs 31 wird zunächst um den Innenring 0 gelegt und anschließend von dem innenliegenden Rand 35 des Verbindungselements 34 umfasst. Nachfolgend wird diese Einheit und Innenrand 35 des Verbindungselements 34 in eine entsprechende Lage zueinander gebracht, so dass eine von außen zugeführte Klemmvorrichtung einen entsprechenden Klemmvorgang vornehmen kann.
Erst danach wird der Topf 33 aufgesetzt und die Verbindung des Topfrandes 13 mit dem Außenrand 12 des Verbindungselements 34 im Bördelverfahren hergestellt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der 2 wird in vergleichbarer Weise wie bei der 1 vorgegangen, mit dem Unterschied, dass ein zylinderförmiger Innenring 0 verwendet wird, um den das äußere Ende 8 des Federbalgs 31 gelegt wird, bevor der Klemmvorgang mit dem Innenrand 35 des Verbindungselements 34 durchgeführt wird. Optional ist zusätzlich an dieser Stelle ein Klemmring zur Erhöhung der Festigkeit der Klemmverbindung einsetzbar. Gleichzeitig wird noch der Stützring 42 eingebracht, welcher als Gegenlager eine ergänzende Abstützung für den Innenring 0 und außerdem eine verbesserte Befestigung des äußeren Ende 8 des Federbalgs 31 und auch dessen Abdichtung ergibt.
In den 3 und 4 wird eine Ausführungsform dargestellt, bei der zwei Töpfe verwendet werden und zwar der Innentopf 50 und der Außentopf 51. Der Innentopf 50 wird mit dem Wandbereich 9 an das den Innenring 0 umschlingende äußeren Ende 8 des Federbalgs 31 angedrückt. Dabei wird der zwischen Innenring 0 und Klemmbereich 9 liegende Abschnitt des Federbalgs 31 durch den Innentopf 50 verklemmt. Das äußere Ende 8 des Federbalgs 31, dass ggf. als Schnittkante ausgeführt ist, kommt dabei außerhalb des Druckraums 6 der Luftfeder 2 zu liegen. Dieser Befestigungsvorgang findet statt bevor der Außentopf 51 aufgesetzt wird, so dass Presswerkzeuge von außen Zugang zur Klemmstelle haben. Erst nach dem Klemmvorgang wird der Außentopf 51 aufgesetzt und sein unterer Rand 13 mit dem Außenrand 12 des Innentopfes durch umbördeln verbunden. Dabei kann die Dichtung 54 eingelegt werden. Die 4 zeigt eine Ausführungsform bei der ergänzend zur 3 um den Innenring 4 noch ein Stützlager 22 gelegt ist, an welchem eine Außenführung 21 für den Federbalg 31 über den Klemmring 23 angebracht ist.
Durch den zusätzlichen Außentopf 51 kann beispielsweise bei einem bereits bestehenden Federbein das Volumen für die Druckluft erhöht werden, in dem der Außentopf 51 über den Innentopf 50 gestülpt wird und eine entsprechende Verbindung der Drucklufträume 6 und 16 durch Öffnungen 14 im Innentopf 50 hergestellt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19508890 C1 [0003]
- WO 98/26947 [0004]
- US 5129634 [0005]

Claims

Federbein aus einer Luftfeder und einem Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge, wobei der Abschluss der Luftfeder durch einen Topf gebildet ist und das Kolbenstangenende des Stoßdämpfers beweglich an einem Anschlusslager im Topf befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Topf (33) an seinem unteren Rand (13) mit einem nach innen gerichteten Verbindungselement (34) versehen ist, welches mit einem Teil (35) seiner Wandung als Klemmumfassung für das an den Topf anschließbare Federbalgende (10) dient.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmumfassung durch den Innenrand (35) des Verbindungselements (34) gebildet ist.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmumfassung durch einen Wandteil (9) eines im ersten Topf (51) liegenden zweiten Topfes (50) gebildet ist.
Federbein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (34) der nach dem Wandabschnitt (9) vorhandene Ausläufer des zweiten Topfes (50) ist.
Federbein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (12) des zweiten Topfes (50) mit dem Außenrand (13) eines Zusatztopfes (51) größeren Durchmessers luftdicht verbunden ist.
Federbein nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere am Verschlussteil (50, 51) des Federbalgs (31) liegende Federbalgende (10) des Federbalgs (31) mit seinem äußere Ende 8 des Federbalgs 31 außerhalb des Druckraums (6, 16) der Luftfeder (2) liegend um einen Innenring (0) gelegt ist und die Klemmumfassung durch ein Element (34) des Verschlussteils (50, 51) gebildet ist.
Federbein nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass um den Innenring (0) ein Stützlager (22) gelegt ist.
Federbein nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Federbalg (31) von einer Außenführung (21) eingefasst ist.
Federbein nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das im Bereich der Innenseite des Innenrings (0) liegende Federbalgendteil von einem Stützring (42) abgestützt ist.
Federbein nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfedertopf (50, 51) aus Metall besteht.