DE102008050682A1 - Federbein mit parallelen Federn - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beschreibt ein Federbein mit mehreren koaxial zueinander angeordneten Federelementen für ein Fahrzeugrad, insbesondere für ein Rad eines Motorrades. Durch Stellelemente lassen sich einzelne Federelemente zu- bzw. abschalten. Damit kann gezielt die Gesamtfederrate des Federbeins verändert werden. Die Stellglieder weisen hydraulisch betätigte Ringkolben auf, die die ihnen zugeordneten Federelemente in Wirkverbindung mit Widerlagern bringen.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Federbein für ein Fahrzeugrad, insbesondere ein Rad eines Motorrades, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.
- Bei derartigen Federbeinen ist häufig eine Einstellmöglichkeit der Federrate gewünscht. Eine entsprechende Lösung hierfür zeigt die
NL 1029266 10 bis12 ein Federbein mit einer Schraubenfeder und einem dazu in Reihe geschaltetem Elastomerblock dargestellt. Der Elastomerblock ist so gestaltet, dass er wenigstens auf einem Teil seiner Länge einen Hohlraum zur äußeren Zylinderwand freilässt, und beim Zusammendrücken kann das Material des Elastomerblocks in diesen Hohlraum hinein ausweichen. Eine konische Stellhülse lässt sich in den Hohlraum einschieben. Dadurch wird dem Elastomerblock je nach Einstelltiefe der Stellhülse zunehmend die Ausweichmöglichkeit genommen mit der Folge, dass seine Federhärte steigt. - Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Federbein zu verbessern.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Nach der Erfindung sind wenigstens zwei Federelemente parallel zueinander geschaltet. Ihre Anordnung und Abstützung am Dämpfungszylinder erlaubt es, entweder beide Federelemente gemeinsam wirken zu lassen oder aber auch nur das erste Federelement. In einer dritten Variante schließlich lässt sich das zweite Federelements ab einem gewissen Federweg zuschalten. Damit kann die Federkonstante des Systems Federbein gezielt eingestellt werden.
- Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht zwei Schraubendruckfedern vor, die konzentrisch zueinander und zu der Längsachse des Dämpfungszylinders angeordnet sind. Auf diese Weise ergibt sich eine kompakte Bauweise.
- Nach der Erfindung sind die Federelemente in ringförmigen Federkammern eines Aufnahmegehäuses untergebracht. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in der Federkammer des zweiten äußeren Federelements ein hydraulisch betätigbares Stellelement vorgesehen. Es weist unter anderem einen Ringkolben auf, der das zweite Federelement nach oben verschieben und zum ersten Federelement hinzuschalten kann.
- Die Federelemente müssen nicht notwendigerweise als Schraubendruckfedern ausgeführt sein. Insbesondere eignet sich zum Beispiel für das zweite äußere Federelement auch eine Elastomerfeder.
- In einer zweckmäßigen Ausführung überdecken die Federkammern die darin untergebrachten Federelemente nahezu vollständig in Ihrer Länge. Auf diese Weise sind die Federelemente geschützt, auch vor Verschmutzungen von außen.
- Um in der Einstellbarkeit der Gesamtfederrate des Federbeins noch freier zu sein, sieht die Erfindung in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ein Aufteilen des zweiten Federelements in wenigstens zwei Teilfedern vor. Als weiteren Vorteil ergibt sich eine noch kompaktere Bauweise. Schließlich lässt sich in einer zweckmäßigen Ausgestaltung eine Teilfeder hinzu- oder abschalten.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der dazu gehörenden Zeichnung. Darin sind dargestellt in
-
1 ein Federbein gemäß der Erfindung im Schnitt mit hinzugeschaltetem zweiten Federelement, -
2 das gleiche Federbein mit abgeschaltetem zweiten Federbein, -
3 eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Federbeins mit geteiltem zweiten Federelement, -
4 das Federbein nach3 mit abgeschaltetem zweiten Federelement, -
5 ein dritte Ausführung eines erfindungsgemäßen Federbeins mit geteiltem zweiten Federelement, bei dem eine Teilfeder über ein Stellelement beaufschlagbar ist und -
6 das Federelement nach5 mit abgeschalteter Teilfeder. - Ein Federbein
1 ist Teil einer nicht weiter dargestellten Radaufhängung eines Fahrzeugrades, genauer eines Vorder- oder Hinterrads eines Motorrades. Derartige Federbeine sind allgemein bekannt, so dass sich die Darstellung in der Zeichnung lediglich auf die funktionellen Teile beschränkt. - Das Federbein
1 besteht aus einem Dämpfungszylinder2 , in dem ein Dämpfungskolben3 geführt ist. Am Dämpfungskolben3 greift eine Kolbenstange4 an, die unten am Stirnboden2a des Dämpfungszylinders2 austritt und in ihrer Verlängerung ein Befestigungsauge5 für die Radführung vorsieht. Mit einem ähnlichen Befestigungsauge6 ist gegenüberliegend der Dämpfungszylinder2 am Fahrzeugaufbau festgelegt. - In einem oberen Abschnitt des Dämpfungszylinders
2 sind an der Zylinderaußenwand zwei mit Abstand übereinander angeordnete Anschläge7 und8 befestigt. Der untere Anschlag7 dient dabei als Widerlager für das obere Ende einer Schraubendruckfeder9 , die im Sinne der Erfindung das erste Federelement bildet und koaxial den Dämpfungszylinder2 mit Abstand umgibt befestigt – axial bedeutet hier und in der gesamten Beschreibung immer in Richtung der Längsachse des Dämpfungszylinders2 . Das andere Ende der Schraubendruckfeder9 stützt sich an einer radial sich erstreckenden Bodenplatte10 ab, die mit dem außerhalb des Dämpfungszylinders2 liegende Ende der Kolbenstange4 bzw. dem Befestigungsauge5 fest verbunden ist. - Auf der Bodenplatte
10 ist ein Aufnahmegehäuse11 befestigt, das im Wesentlichen aus zwei ineinander angeordneten zylindrischen Rohrabschnitten12 ,13 besteht. Die Rohrabschnitte12 ,13 sind koaxial ausgerichtet und an der Oberseite der Bodenplatte10 . Der innere Rohrabschnitt12 umfasst mit radialem Abstand die Schraubendruckfeder9 und bildet mit seiner Innenseite und zusammen mit der Außenseite des Dämpfungszylinders2 eine erste Federkammer, innerhalb derer sich die Schraubendruckfeder9 befindet. - Der äußere Rohrabschnitt
13 umgibt den inneren Rohrabschnitt12 mit radialem Abstand. Die so gebildete zweite Federkammer aus Innenseite des Rohrabschnitts13 und Außenseite des Rohrabschnitts12 nimmt ein im Sinne der Erfindung zweites Federelement auf. Dieses zweite Federelement ist ebenfall als Schraubendruckfeder – mit14 bezeichnet – ausgeführt und umgibt entsprechend ihrer Anordnung die innere Schraubendruckfeder9 mit radialem Abstand und ist ebenso koaxial angeordnet. In dieser zweiten Federkammer befindet sich außerdem unterhalb der Schraubendruckfeder14 ein axial verschiebbarer Ringkolben15 , auf dessen Oberseite das untere Ende der Schraubendruckfeder14 sitzt. Schließlich wirkt das obere Ende der Schraubendruckfeder14 mit dem Anschlag8 zusammen. Entsprechend der radial äußeren Lage der Schraubendruckfeder14 , überragt in radialer Sicht der Anschlag8 den Anschlag7 . Insgesamt sind die Rohrabschnitte12 ,13 in ihrer Länge so gewählt, dass sie die Schraubendruckfedern nahezu überdecken. - Der Ringkolben
15 wird von unten mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt. Hierzu weist die Bodenplatte10 einen Anschlussstutzen16 für eine äußere, nicht näher dargestellte Hydraulikleitung auf. Wird Hydraulikflüssigkeit in Federkammer gepumpt, bewegt sich der Ringkolben15 und mit ihm die Schraubendruckfeder14 nach oben, bis die Schraubendruckfeder14 von unten gegen den Anschlag8 anstößt. In dieser Position nach1 ist die Schraubendruckfeder14 hinzugeschaltet, das heißt, die beiden Schraubendruckfedern wirken gemeinsam und bestimmen so die Gesamtfederrate des Federbeins1 . Beim Einfedern des Federbeins1 drückt in diesem Fall die Bodenplatte10 die erste Schraubendruckfeder9 gegen den Anschlag7 und die zweite Schraubendruckfeder14 gegen den Anschlag8 . - In
2 ist die Schraubendruckfeder14 abgeschaltet. Die Hydraulikflüssigkeit ist nach unten abgeflossen und der Ringkolben15 liegt auf der Bodenplatte10 auf. Die Schraubendruckfeder14 hat sich dabei von dem Anschlag8 nach unten weg entfernt. Bei Einfederungsbewegungen des Federbeins1 wird die erste Schraubendruckfeder9 in der bekannten Weise zusammengedrückt. Die zweite Schraubendruckfeder wird zwar angehoben, da sie aber gegen kein Widerlager (Anschlag8 ) stößt, schwingt sie sozusagen frei mit. Ihre Federkonstante hat damit keinen Einfluss auf die Ge samtfederrate; diese bestimmt sich allein durch die Federkonstante der ersten Schraubendruckfeder9 . - Nach
3 ist das äußere zweite Federelement in zwei Teilfedern aufgeteilt, nämlich in eine innere Schraubendruckfeder17 und eine äußere Schraubendruckfeder18 . Beide Teilfedern sind wiederum koaxial und mit Abstand zueinander und zu der ersten Schraubendruckfeder9 angeordnet. Die beiden Teilfedern stehen in Wirkverbindung im Sinne einer Reihenschaltung zueinander. Hierzu ist eine konzentrisch angeordnete Verbindungshülse19 zwischen den beiden Teilfedern eingesetzt. Die Verbindungshülse19 weist einen oberen radial einwärts gerichteten Anschlagflansch19a und einen unteren radial auswärts gerichteten Anschlagflansch19b auf. Gegen die Unterseite des Anschlagflansches19a stößt das obere Ende der inneren Schraubendruckfeder17 und entsprechend liegt das untere Ende der äußeren Schraubendruckfeder18 auf dem Anschlagflansch19b . Ansonsten sind die Verhältnisse analog denen in1 und2 , nämlich insoweit dass das untere Ende der Schraubendruckfeder17 auf dem Ringkolben15 aufliegt und das obere Ende der Schraubendruckfeder18 gegen den Anschlag8 stößt. Auch die Wirkungsweise ist der in1 und2 vergleichbar. Bei beaufschlagtem Ringkolben15 sind die Schraubendruckfedern17 und18 hinzugeschaltet, bei deaktiviertem Ringkolben15 entsprechend abgeschaltet. - Ein deutlicher Unterschied gegenüber der Ausführung nach den
1 und2 besteht jedoch in der Ausbildung des Aufnahmegehäuses, hier mit20 bezeichnet. Bedingt durch die Verbindungshülse19 ragen die Rohrabschnitte21 ,22 , die die innere und äußere Federkammer bilden, nicht mehr nahezu über die gesamte Länge der Schraubendruckfedern, sondern sind weitgehend zu einem bloßen Ringkanal für den Ringkolben15 geschrumpft. - Die Ausführung nach den
5 und6 sehen eine weitere Einstellmöglichkeit für die Federrate vor. Der Aufbau des Federbeins1 ähnelt dem nach den4 und5 , jedoch tritt zu den beiden Rohrabschnitten21 und22 ein dritter radial noch weiter außen liegender Rohrabschnitt23 hinzu. Dieser Rohrabschnitt23 bildet zusammen mit dem Rohrabschnitt22 einen Ringkanal, in dem ein weiterer Ringkolben24 axial verschiebbar gelagert ist. Der Ringkanal ist über einen weiteren Anschlussstutzen25 mit Hydraulikflüssigkeit zum Anheben oder Absenken des Ringkolbens24 befüllbar. Der Ringkolben24 kann dabei soweit nach oben gefahren werden, dass er die Unterseite des Anschlagflansches19b der Verbindungshülse19 berührt. Dieser Zustand ist in6 dargestellt, während in5 der Ringkolben24 eine untere, an der Bodenplatte10 anliegende Ruheposition einnimmt. - Das Federbein
1 nach5 arbeitet in vergleichbarer Weise wie das Federbein1 nach den3 und4 . In6 ist die innere Teilfeder abgeschaltet, das heißt, der Ringkolben15 nimmt seine untere Position ein, während der Ringkolben24 nach oben verfahren ist. Bei Einfederungsbewegungen des Federbeins1 werden die Schraubendruckfedern9 und18 zusammengedrückt, während die Schraubendruckfeder17 „leer” mitschwingt. - 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
-
- - NL 1029266 [0002]
Claims (9)
- Federbein (
1 ) für ein Fahrzeugrad, insbesondere für das Rad eines Motorrades mit einem Dämpfungszylinder (2 ), in dem ein Dämpfungskolben (3 ) mit einer nach außen geführten Kolbenstange (4 ) verschiebbar ist, und mit einem um den Dämpfungszylinder (2 ) angeordneten ersten Federelement sowie mit einem zweiten Federelement, das parallel zu dem ersten Federelement geschaltet ist, wobei das erste und zweite Federelement einerseits in Wirkverbindung mit dem außen liegenden Ende der Kolbenstange (4 ) stehen und sich andererseits an Anschlagelemente (7 ,8 ) abstützen, die fest mit dem Dämpfungszylinders (2 ) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass an dem außen liegenden Ende der Kolbenstange eine sich radial erstreckende Bodenplatte (10 ) befestigt ist, auf der ein sich in Richtung der Längsachse des Dämpfungszylinders (2 ) erstreckendes und konzentrisch und mit Abstand zum Dämpfungszylinder (2 ) ausgerichtetes Aufnahmegehäuse (11 ,20 ) sitzt mit einer ersten Federkammer für die Aufnahme des ersten Federelements und einer konzentrisch dazu angeordneten zweiten Federkammer für die auf Aufnahme des zweiten Federelements. - Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federelement den Dämpfungszylinder (
2 ) nächstliegend und mit Abstand konzentrisch als Schraubendruckfeder (9 ) umgibt und das zweite Federelement konzentrisch als außenliegende Schraubendruckfeder (14 ;17 ,18 ) die erste Feder mit Abstand umgibt. - Federbein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das außenliegende zweite Federelement (
14 ;17 ,18 ) über ein im Bereich der Bodenplatte (10 ) vorgesehenes Stellelement beaufschlagbar ist. - Federbein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement gebildet ist aus einem zwischen der Außenwand der ersten Federkammer und der Innenwand der zweiten Federkammer in Richtung der Längsachse des Dämpfungszylinders (
2 ) geführten Ringkolben (15 ), dessen Unterseite mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar ist und auf dessen Oberseite das zweite Federelement (14 ;17 ) aufsitzt und dass ein in der Bodenplatte (10 ) eingesetzter Anschlussstutzen (16 ) für die Zufuhr der Hydraulikflüssigkeit vorgesehen ist. - Federbein nach einem der Ansprüche 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkammern in ihrer axialen Ausdehnung die Federelemente nahezu in ihrer ganzen Länge bedecken.
- Federbein nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das außenliegende zweite Federelement als hohlzylindrische Elastomerfeder ausgebildet ist.
- Federbein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das ausliegende zweite Federelement aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten, als Schraubendruckfedern (
17 ,18 ) ausgeführten Teilfedern besteht, die über eine Verbindungshülse (19 ) in Reihe zueinander geschaltet sind. - Federbein nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungshülse (
19 ) einen oberen radial einwärts gerichteten Flansch (19a ) aufweist, an dem sich das obere Ende der ersten Schraubendruckfeder (17 ) abstützt, und einen unteren radial nach außen zeigenden Flansch (19b ) vorsieht, an dem das untere Ende der zweiten Schraubendruckfeder (18 ) aufliegt. - Federbein nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Flansch (
19b ) der Verbindungshülse (19 ) mit einem weiteren der Bodenplatte (10 ) zugeordneten Stellelement (Ringkolben24 ) axial beaufschlagbar ist.
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DE102008050682A DE102008050682A1 (de) | 2008-10-07 | 2008-10-07 | Federbein mit parallelen Federn |
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DE102008050682A1 true DE102008050682A1 (de) | 2010-04-08 |
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DE102008050682A Withdrawn DE102008050682A1 (de) | 2008-10-07 | 2008-10-07 | Federbein mit parallelen Federn |
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