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Die
vorliegende Erfindung basiert auf der am 19. August 2008 eingereichten
Koreanischen Patentanmeldung
mit der Serial Number 10-2008-0080765 , deren Priorität
hiermit für die vorliegende Anmeldung beansprucht wird
und deren gesamte Offenbarung hiermit durch Verweis vollständig in
die vorliegende Anmeldung einbezogen wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Luftfederung eines Fahrzeugs
und insbesondere eine Luftfedervorrichtung, bei der die Betriebslebensdauer
einer Dämpferaufhängung durch Reduzierung der
Einwirkung von Seitenkräften verlängert ist.
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Generell
ist die Federung eines Fahrzeugs in der Lage, eine Beschädigung
der Fahrzeugkarosserie zu verhindern und den Fahrkomfort der Passagiere
zu verbessern, indem sie die Vibration und die Stoßeinwirkungen
reduziert, welche die Fahrzeugachse bei der Fahrt aufgrund der Fahrbahnoberfläche
erfährt. Zu diesem Zweck sind die Fahrzeugachsen und die
Fahrzeugkarosserie über die Federung miteinander verbunden.
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Insbesondere
funktioniert eine derartige Aufhängung dahingehend, dass
sie das Schlingern der Fahrzeugkarosserie reduziert und auf Lenk-
und Seitenkräfte, auf Bremskräfte und auf die
durch ein Rad erzeugte Antriebskraft reagiert, wobei sie die Fahrzeugkarosserie
vor Einwirkungen von Unebenheiten der Fahrbahnoberfläche
schützt und der Karosserie eine sanfte Bewegung über
rauhe Fahrbahnoberflächen ermöglicht, indem sie
dem Fahrzeug vertikale Flexibilität verleiht.
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Die
durch die Federung erzielte Reduzierung des Schlingerns der Fahrzeugkarosserie
dient dazu, die Fähigkeit zur geradlinigen Spurhaltung
während des Bremsens und die Stabilität des Fahrzeugs
beim Durchfahren von Kurven zu verbessern. Zu diesem Zweck wird
im Falle einer Tendenz zur plötzlichen Übersteuerung
(die normalerweise beim Abbiegen auftritt) einfach eine Untersteuerung
um einen Zugwinkel eingeführt, der in Abhängigkeit
von den Fahrbedingungen variiert. Dadurch wird ein Grundzustand
in dem Sinn garantiert, dass die einander gegenüberliegenden
Vorder- und Hinterräder die Handhabbarkeit und Stabilität
beim Fahren des Fahrzeugs gewährleisten, so dass der Fahrkomfort
und die Stabilität des Fahrvorgang auf optimalem Niveau
gehalten werden.
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Eine
Luftfederung, die eine Luftfeder bei derartigen Federungen verwendet,
ermöglicht eine Anpassung der Höhe des Fahrzeugs
an den Betriebszustand des Fahrzeugs und, aufgrund der Eigenschaften
der Luftfedern, eine bessere Realisierung des Fahrkomforts als bei
Verwendung einer Schraubenfeder.
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Die
bei einer Luftfederung verwendete Luftfeder weist generell einen
Dämpfer auf. Der Dämpfer reduziert die von außen
einwirkenden Vibrationen oder Stöße, indem er
aufgrund seiner Anordnung als Verbindungselement zwischen der Fahrzeugachse und
der Fahrzeugkarosserie die während des Fahrens von der
Fahrbahnoberfläche her übertragenen Vibrations-
oder Stoßeffekte absorbiert.
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Ferner
handelt es sich bei einem für eine Luftfeder verwendeten
Dämpfer generell um einen Dämpfer mit kontinuierlicher
Dämpfungssteuerung (CDC – Continuous Damping Control),
um eine noch weiter verbesserte Dämpfungsleistung zu erreichen. Ein
derartiger CDC-Dämpfer kann die Stabilität des Fahrzeugs
beim Abbiegen und Bremsen sowie während des normalen Fahrvorgangs
verbessern, indem er eine Bewegungscharakteristik des Dämpfers
in Echtzeit variiert, d. h. während des Fahrens über
eine unregelmäßige Fahrbahnoberfläche
wird eine auf die Reifenauflagefläche einwirkende vertikale
Last auf einem korrekten Niveau gehalten. Ferner ermöglicht der
CDC-Dämpfer den Passagieren einen angenehmen Fahrkomfort
und dem Fahrer eine bessere Lenk- und Handhabbarkeit des Fahrzeugs,
indem die unregelmä ßigen Druckeinwirkungen, die
aufgrund der Fahrbahnoberfläche auf das Fahrzeug einwirken würden,
wirksam isoliert werden.
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Es
wirken jedoch verschiedene Lasten auf ein Federbeinteil ein, das
mit der mit dem CDC-Dämpfer versehenen Fahrzeugkarosserie
verbunden ist und gegenüber der an dem Rad montierten Luftfeder
angeordnet ist, nämlich die vertikale Last, die durch die
Dämpfungsoperation des Dämpfers selbst erzeugt
wird, und eine auf das Federbein einwirkende Seitenkraft, die durch
Drehen einer Buchse während eines Stützvorgangs
erzeugt wird. Zudem wird bei einer Federbeinstruktur, an der eine Stabilisierungsstange
befestigt ist, die Seitenkraft in dem Dämpfer entsprechend
der vertikalen Bewegung erzeugt. Es besteht keine Möglichkeit,
während eines derartigen Belastungsvorgangs eine hinreichende
Leistungsbeständigkeit des Dämpfers auf dem Wege
einer Verstärkung der Steifigkeit zu erzielen. Eine Erhöhen
der Steifigkeit würde verschiedene Anfälligkeiten
verursachen.
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Bei
einer Verstärkung der Steifigkeit des Dämpfers,
insbesondere des CDC-Dämpfers, würde das Scheppern
zunehmen, d. h. das auf das Fahrzeug übertragene Geräusch
während einer ebenfalls zunehmenden Vibration, die durch
die Druckschwankungen in dem CDC-Dämpfer, die durch eine
Isoliervorrichtung treten, verursacht wird, so dass hier ein Problem
der technischen Konzeption vorliegt, zu dessen Lösung es
nicht vorzuziehen ist, bei der Konzeption des CDC-Dämpfers
lediglich die Betriebslebensdauer des Dämpfers zu verbessern.
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Um
diese konzeptionsbedingte Anfälligkeit zu beseitigen und
das Scheppern zu verhindern, könnte die Charakteristik
des CDC-Dämpfers weicher gemacht werden. Eine Veränderung
der Charakteristik des CDC-Dämpfers würde jedoch
eine Verkürzung der Betriebslebensdauer des Federbeinteils
verursachen, was ein elementarer Nachteil wäre, da eine
Anfälligkeit gegenüber einer Konzentration der
vertikalen Last bestünde, wobei insbesondere die Betriebslebensdauer
des Dämpfers verkürzt und somit eine Beschädigung
von Bauteilen verursacht würde.
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Folglich
besteht für den Fall, dass eine Luftfeder verwendet wird
und ein CDC-Dämpfer eingesetzt wird, ein dringender Bedarf
nach der Entwicklung einer Luftfeder mit einem Federbein, das in
der Lage ist, die beiden einander entgegengesetzten Anforderungen
zu erfüllen, einerseits die Betriebslebensdauer des Federbeinteils
mit dem CDC-Dämpfer zu verlängern und andererseits
das Scheppern zu reduzieren.
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Die
Erfindung soll die genannten Nachteile des Standes der Technik beseitigen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Luftfederung zu schaffen, bei
der die einander gegenläufigen Erfordernisse einer Verlängerung
der Betriebslebensdauer und einer Reduzierung des Schepperns erfüllt
sind, indem eine weiche Charakteristik ermöglicht wird,
bei welcher das genannte Scheppern – das durch Veränderung
des Innendrucks eines Dämpfers für kontinuierliche Dämpfungssteuerung
(CDC) erzeugt wird, der als CDC-Dämpfer für ein
Federbein implementiert ist, das ein fahrzeugkarosserie-seitiges
Verbindungsteil für eine Luftfeder bildet – reduziert
wird, indem durch Verwendung eines elastischen Materials die Bildung eines
inneren Spalts verhindert wird, und bei der die Betriebslebensdauer
so stark wie bei einer harten Charakteristik des CDC-Dämpfers
verlängert werden kann, indem eine Bewegung einer Dämpferlast
in horizontaler Richtung, die durch Seitenkräfte aufgrund Einwirkung
externer Kräfte auftritt, beschränkt wird, indem
der innere Spalt des Dämpfers blockiert wird.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verlängerung
der Betriebslebensdauer und eine Reduzierung des Schepperns ohne
eine Veränderung des Designs zu erzielen, indem die in horizontaler
Richtung verlaufende Bewegung einer mit einem CDC-Dämpfer
verbundenen Dämpferstange beschränkt wird und
indem eine durch eine Luftfeder erfolgende Übertragung
der durch Veränderung des Innendrucks des Dämpfers
erzeugten Vibration verhindert wird, indem ein Innenraum des vorgesehenen
CDC-Dämpfers oder eines Federbeins der Luftfeder abgeschirmt
sind.
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Eine
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
vorgesehene Luftfederanordnung für eine Luftfederung weist
eine Zylindervorrichtung, eine Federbeinvorrichtung, ein Verbindungsteil
und eine Isoliervorrichtung auf. Die Zylindervorrichtung weist einen
Zylinder zum Absorbieren und Dämpfen der externen Kräfte
auf, die durch die auf das Rad einwirkenden Stöße
und die entsprechenden Rückprallkräfte erzeugt
werden. Das Rad ist mit einem Paar unterer und oberer Arme, die
an der Fahrzeugkarosserie befestigt sind und eine durch externe
Kraft erzeugte Last tragen, und mit einer Stabilisierungsstange
verbunden, die das beim Fahren einer Kurve auftretende Schlingern
kontrolliert. Die Federbeinvorrichtung bildet einen Dämpfer
für kontinuierliche Dämpfungssteuerung (CDC),
bei dem die Luftdruckcharakteristik entsprechend der Ansteuerung
einer den Fahrvorgang des Fahrzeugs steuernden Steuervorrichtung
variiert wird und der durch eine Federbeinabdeckung luftdicht abgeschlossen
ist, die eine Kammer aufweist, in welche Druckluft eingeführt
wird und aus welcher die Druckluft durch einen Federkörper
ausgelassen wird, der mit einer aus dem Zylinder herausragenden
Dämpferstange verbunden ist. Die Federbeinvorrichtung enthält
einen Dämpfer, der mit einem durch den Federkörper
gebildeten Innenraum verbunden ist, so dass sich die Dämpfer-Führungsvorrichtung,
die mit inneren und äußeren Luftkanälen versehen
ist, welche bei Auftreten einer Druckdifferenz einen inneren Luftstrom
erzeugen, in engem Kontakt mit der Dämpferstange befindet,
während sie die Dämpferstange umschließt.
Das Verbindungsteil dient zur Befestigung der Federbeinvorrichtung
an der Fahrzeugkarosserie. Die Isoliervorrichtung absorbiert und
dämpft die auf die Fahrzeugkarosserie übertragene
Vibration, während sie von einem oberen Teil des Federkörpers
und dem Verbindungsteil bedeckt ist.
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Die
Zylindervorrichtung weist einen mit einem Gelenkteil des Rads verbundenen
Zylinder zur Absorption eines Stoßeffekts, der durch einen
auf das Rad einwirkenden Stoß und das Zurückprallen des
Rads verursacht wird, und eine Zylinderabdeckung auf, die derart
mit einer oberen Schale verbunden ist, welche einen Teil des Zylinders
bedeckt, an dem die Dämpferstange vorsteht, dass die Kammer, die
durch eine die Federbeinvorrichtung bedeckende Feder beinabdeckung
gebildet ist, von dieser Federbeinabdeckung dicht umschlossen ist.
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Die
Federbeinvorrichtung weist einen Federkörper, einen Vorsprung,
eine obere Kappe und einen Dämpfer auf. In dem Federkörper
ist die Federbeinabdeckung, die den mit dem Rad verbundenen Zylinder
bedeckt, derart mit einer Außenumfangsfläche des
Federkörpers verbunden, dass sie die abgedichtete Kammer
bildet, in die und aus der Druckluft eingeführt bzw. ausgelassen
wird. Die mit der Fahrzeugkarosserie verbundene Isoliervorrichtung
ist mit dem Federkörper verbunden. Die aus dem Zylinder
herausragende Dämpferstange erstreckt sich in einen Innenraum
des Federkörpers. Der Vorsprung umschließt die
in die Kammer ragende Dämpferstange und weist einen Einsatz
auf, der im unteren Teil des Federkörpers angeordnet ist.
Die obere Kappe ist mit einem im oberen Teil des Federkörpers
ausgebildeten Raum verbunden und ist an dem an dem Fahrzeug befestigten
Verbindungsteil befestigt. Die Dämpfer-Führungsvorrichtung
weist äußere und innere Luftkanäle auf,
die einen inneren Luftstrom ermöglichen, während
sie sich in engem Kontakt mit der in den Federkörper ragenden
Dämpferstange befinden.
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Der
Dämpfer weist eine Dämpferaufhängung,
die mittels der im oberen Bereich des Innenraums des Federkörpers
angeordneten oberen Kappe in Position gedrückt ist, eine
Dämpfer-Unterlegscheibe, die in eine innere Nut der Dämpferaufhängung
eingreift und unter einer mit der Dämpferstange verbundenen
Mutter positioniert ist, und eine Dämpfer-Führungsvorrichtung
auf, die derart in den die Dämpferstange aufnehmenden Federkörper
eingeführt ist, dass sie mit der Dämpferaufhängung
verbunden ist und dabei die Dämpferstange umschließt.
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Die
Dämpfer-Führungsvorrichtung ist gebildet durch
einen Führungskörper, der in engem Kontakt mit
der Dämpferstange angeordnet und in den Federkörper
eingepasst ist, wobei an dem Führungskörper ein
Erweiterungsflansch ausgebildet ist, der in einer konzentrischen
Kreisform absteht und in die Dämpferaufhängung
eingreift, wodurch die Dämpfer-Führungsvorrichtung
die Bewegung der mit externen Kräften beaufschlagten Dämpferstange
in einem Zustand einschränkt, in dem sich die Dämpfer-Führungsvorrichtung
in engem Kontakt mit dem Federkörper und der Dämpferaufhängung
befindet, während sie die Dämpferstange umschließt.
In dem Führungskörper sind innere und äußere
Kanäle vorgesehen, die einen Luftstrom erzeugen.
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Eine
hohle Innenfläche des Führungskörpers weist
einen Radius auf, der zu dem Innenraum hin vorsteht.
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Der
innere Luftkanal ist vertikal an einer Innenfläche des
Führungskörpers ausgebildet, und der äußere
Kanal ist in einem Umfangsbereich des in die Dämpferaufhängung
eingreifenden Erweiterungsflansches ausgebildet.
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Gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung können eine weiche
Steifigkeits-Charakteristik unter Reduzierung des Schepperns sowie
eine längere Betriebslebensdauer eines Federbeins erzielt werden,
indem die Bewegung einer Dämpferstange, die durch Seitenkräfte
aufgrund externer Krafteinwirkung auftritt, beschränkt
wird und zu diesem Zweck ein Spalt in einem Federbein einer Luftfeder
in dem CDC-Dämpfer blockiert wird. Dadurch ist es möglich, ohne
das Design des Federbeins der Luftfeder zu verändern, sowohl
eine Verlängerung der Betriebslebensdauer als auch eine
Reduzierung des Schepperns zu erreichen, obwohl dies einander entgegengesetzte
Design-Faktoren sind.
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Ein
besseres Verständnis der Merkmale und der Aufgaben der
Erfindung ergibt sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit
den beigefügten Zeichnungen.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung des Zustands, in dem eine gemäß der
Erfindung ausgebildete Luftfederung mit einer Luftfederanordnung verwendet
wird, um zu verhindern, dass die Betriebslebensdauer einer Dämpferaufhängung
aufgrund auf das Fahrzeug einwirkender Seitenkräfte verkürzt wird;
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2A und 2B schematische
Darstellungen der Konfiguration einer Luftfedervorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung; und
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3 zeigt
eine schematische Darstellung der Situation des Betriebs der Luftfederung
mit Luftfeder bei Einwirkung einer externen Kraft.
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Im
Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen detailliert
beschrieben. Die Ausführungsform ist lediglich ein Beispiel
und ist auf verschiedene Arten implementierbar. Somit ist die Erfindung
nicht auf diese Ausführungsform beschränkt.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung der Konfiguration einer gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung ausgebildeten Luftfederung,
bei der eine Luftfederanordnung des zur Reduzierung von Seitenkräften
vorgesehenen Typs verwendet wird. Die erfindungsgemäße
Luftfedervorrichtung weist eine mit dem Rad verbundene Zylindervorrichtung 1,
die externe Kräfte absorbiert und dämpft, und eine
mit der Fahrzeugkarosserie verbundene Federbeinvorrichtung 6 auf,
die einen Dämpfer für kontinuierliche Dämpfungssteuerung
(CDC – Continuous Damping Control) bilden, der eine Bewegungscharakteristik
in Echtzeit variiert, während er vertikale Lasten und Seitenkräfte,
die durch Einwirkung externer Kräfte erzeugt werden, absorbiert
und dämpft.
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In
einem mit der Federbeinvorrichtung 6 verbundenen Teil der
Fahrzeugkarosserie sind ein Verbindungsteil 21, mittels
dessen ein Federbeinteil an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist,
und eine Isoliervorrichtung 20 vorgesehen, das zur Absorption
auf die Fahrzeugkarosserie übertragener Vibration dient und
das Federbeinteil sowie das Verbindungsteil 21 umgibt.
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Der
die Federbeinvorrichtung 6 bildende CDC-Dämpfer
bildet eine Luftdrucksteuerschaltung, die den Luftdruck in einer
innerhalb des Federbeins ausgebildeten Kammer steuert, um die Stabilität
des Fahrzeugs beim Abbiegen und Bremsen sowie während des
normalen Fahrvorgangs zu verbessern, indem während der
Fahrt über unregelmäßige Fahrbahnoberflächen
eine auf die Reifenauflagefläche einwirkende vertikale
Last auf einem korrekten Niveau gehalten wird, sowie um den Passagieren
einen angenehmen Fahrkomfort und dem Fahrer eine bessere Lenk- bzw.
Handhabbarkeit des Fahrzeugs zu ermöglichen, indem die
durch die Fahrbahnoberfläche erzeugten unregelmäßigen
Druckeinwirkungen wirksam isoliert werden. Der CDC-Dämpfer
weist generell u. a. ein Motorsteuergerät (ECU – Electronic Control
Unit) oder eine Federungs-Steuervorrichtung, einen Kompressor, eine
Druckluftleitung und verschiedene Steuerventile auf.
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Eine
derartige Luftfedervorrichtung ist an den vier Rädern eines
Fahrzeugs angeordnet, um die Federung des Fahrzeugs zu bilden. Die
Luftfedervorrichtung gewährleistet die Stabilität
des Fahrzeugs und verbessert den Fahrkomfort und die Lenk- und Handhabbarkeit
des Fahrzeugs, indem sie die Höhe des Fahrzeugs einstellt
und eine Bewegungscharakteristik des Dämpfers 12 in
Echtzeit variiert, wobei die Luftfedervorrichtung zu diesem Zweck
den Luftdruck in dem Federbein steuert, das den oberen Bereich einer
Luftfeder bildet.
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Die
Zylindervorrichtung 1 weist einen Zylinder 2,
der einen Stoßeffekt absorbiert, welcher durch einen auf
das Rad einwirkenden Aufprall und das entsprechende Zurückprallen
des Rads verursacht wird, eine obere Zylinderabdeckung 5,
die eine aus dem Zylinder herausragende Dämpferstange 3 bedeckt, und
eine Zylinderabdeckung 4 auf, die den Zylinder 2 bedeckt.
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Ein
oberer Bereich der Zylindervorrichtung 1, d. h. die Federbeinvorrichtung 6,
die mit der aus dem Zylinder 2 herausragenden Dämpferstange 3 verbunden
ist, bildet eine Kammer, wobei der in dieser Kammer herrschende
Luftdruck entsprechend der Bewegung des Rads gesteuert wird. Indem
die Federbeinvorrichtung 6 ausgebildet ist, ist die Kammer
A durch eine Federbeinabdeckung 8 definiert, welche die
Zylindervorrichtung 1 ummantelt.
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Die
Federbeinvorrichtung 6 weist die Federbeinabdeckung 8,
die die Kammer A durch die Ummantelung des Zylinders 2 ausbildet,
einen Federkörper 7, bei dem es sich um einen
die Dämpferstange 3 innen umschließenden
elastischen Körper handelt, und einen Dämpfer 12 auf,
der mit dem in dem Federkörper 7 ausgebildeten
Innenraum verbunden ist und der in engem Kontakt an der Dämpferstange 3 anliegt,
damit der CDC-Dämpfer in Echtzeit die Bewegungscharakteristik
entsprechend der Bewegung des Rads variiert, indem die Kammer A
ausgebildet ist, die mit der aus dem Zylinder 2 herausragenden Dämpferstange 3 verbunden
ist und den Zylinder 2 umgibt, und Druckluft in diese Kammer
eingeführt und wieder aus ihr abgeführt wird.
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Ferner
ist in einem tiefergelegenen Bereich der Kammer A des Federkörpers 7 ein
elastischer Vorsprung 9 vorgesehen, der die Seitenkräfte
reduziert und gleichzeitig die Bewegung der Dämpferstange 3 dämpft,
indem er die Dämpferstange 3 umschließt.
Der Vorsprung 9 ist mit der Kammer A über einen
Einsatz 10 verbunden, der in engem Kontakt mit einem unteren
Teil des Federkörpers 7 angeordnet ist.
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Der
Federkörper 7 und der Vorsprung 9 bestehen
im Wesentlichen aus einem Kautschukmaterial oder einem Urethan-Schaumstoff.
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Ferner
ist eine obere Kappe 11, die einen Raum bildet, indem sie
an einen Teil des mit dem Federkörper 7 verbundenen
Dämpfers 12 angedrückt wird, an einem
oberen Bereich des Federkörpers 7 befestigt. Die
obere Kappe 11 besteht aus einem Aluminiummaterial.
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Der
Dämpfer 12 ist derart ausgebildet, dass er eine
lange Betriebslebensdauer gegenüber den Seitenkräften
hat, die zusammen mit der durch externe Kräfte verursachen
vertikalen Last erzeugt werden. Der Dämpfer 12 enthält
eine Dämpferaufhängung 13, die mittels
der im oberen Bereich des Innenraums des Federkörpers 7 angeordneten
oberen Kappe 11 angedrückt ist, eine Dämpfer-Unterlegscheibe 14,
die in eine innere Nut der Dämpferaufhängung 13 eingepasst
ist und unter einer mit der Dämpferstange 3 verbundenen
Nut positioniert ist, und eine Dämpfer-Führungsvorrichtung 15,
die derart in den von der Dämpferstange 3 durchdrungenen Federkörper 7 eingeführt
ist, dass sie mit der Dämpferaufhängung 13 verbunden
ist, während sie die Dämpferstange 3 umschließt.
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Die
Dämpferaufhängung 13 und die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 sind
aus einem festen ”Vulcolan”-Material gebildet,
das ein Urethanmaterial ist.
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Gemäß 2A und 2B ist
die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 durch
einen Führungskörper 16 gebildet, der
in engem Kontakt mit der durch einen Innendurchmesserbereich dieses
Körpers geführten Dämpferstange 3 angeordnet
ist, und der in den Federkörper 7 eingepasst ist,
wobei an dem Führungskörper 16 ein Erweiterungsflansch 17 ausgebildet
ist, der in einer konzentrischen Kreisform absteht und in die Dämpferaufhängung 13 eingepasst
ist, wodurch die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 die
Bewegung der mit der externen Kraft beaufschlagten Dämpferstange 3 auf
einen Zustand beschränkt, in dem sich die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 in
engem Kontakt mit dem Federkörper 7 und der Dämpferaufhängung 13 befindet,
während sie die Dämpferstange 3 umschließt.
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Durch
Schrägung von Seitenbereichen des Führungskörpers 16,
welche die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 und
den Erweiterungsflansch 17 bilden, sind Schrägflächen 16a und 17a gebildet,
die das Zusammenfügen vereinfachen und dadurch einen leichteren
Montagevorgang ermöglichen.
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Ferner
weist eine Innenfläche der Dämpfer-Führungsvorrichtung 15,
d. h. eine Innenfläche, an der die Dämpferstange 3 durch
den Führungskörper 16 und den Erweiterungsflansch 17 verläuft,
einen Radius R und eine zum Innenraum hin vorstehenden Form auf,
wodurch, während die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 die
Dämpferstange 3 bedeckt, eine starke Anhaftkraft
erzeugt wird und während einer unter externer Krafteinwirkung
erfolgenden Bewegung der Dämpferstange 3 das Auftreten von
Abrieb deutlich reduziert wird.
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Sowohl
in dem Führungskörper 16 als auch in
dem Erweiterungsflansch 17 ist ein Luftkanal ausgebildet,
um auch im zusammengefügten Zustand eine Kühlungsoperation
durch Luftzirkulation zu ermöglichen. Beispielsweise ist
ein innerer Luftkanal 19 vertikal an der in engem Kontakt
mit der Dämpferstange 3 befindlichen Innenfläche
des Führungskörpers 16 ausgebildet, und
ein äußerer Kanal 18 ist in dem Umfangsbereich
des in die Dämpferaufhängung 13 eingreifenden
Erweiterungsflansches 17 ausgebildet.
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Der
innere Luftkanal 19 hat eine elliptische Struktur, die
nur durch einen in einem Radius R vorstehenden Innenbereich ausgebildet
ist.
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Der äußere
Luftkanal 18 ist mehrfach und dabei mit regelmäßigen
Intervallen ausgebildet. Vorzugsweise sind die äußeren
Luftkanäle 18 um 90° voneinander beabstandet.
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Auch
der innere Luftkanal 19 ist mehrfach und dabei mit regelmäßigen
Intervallen ausgebildet. Vorzugsweise sind die inneren Luftkanäle 19 um
45° voneinander beabstandet.
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Bei
der Luftfedervorrichtung gemäß der Ausführungsform
der Erfindung ist die Federbeinvorrichtung 6, die den oberen
Teil des mit dem Rad W verbundenen Zylinders 2 bildet, über
die Isoliervorrichtung 20 und das Verbindungsteil 21 mit
der Fahrzeugkarosserie verbunden. Durch die Federbeinabdeckung 8,
die mit dem Federkörper 7 verbunden ist, der seinerseits
mit der aus dem Zylinder 2 herausragenden Dämpferstange 3 verbunden
ist, ist eine luftdichte Kammer A gebildet. Dabei wird bei dem CDC-Dämpfer
der in dieser Kammer A herrschende Luftdruck gesteuert, um die Bewegungscharakteristik entsprechend
der Bewegung des Reifens zu steuern. Der Dämpfer 12,
der mit dem Innenraum des Federkörpers 7 verbunden
ist, weist die aus Urethan bestehende Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 auf,
in der Luftkanäle 18 und 19 ausgebildet
sind, innerhalb derer sich Luft sogar in einem Zustand bewegt, in
dem sich der Dämpfer 12 in engem Kontakt mit der
Dämpferstange 3 befindet.
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Durch
die strukturelle Ausgestaltung der Luftfedervorrichtung hat die
Luftfederung, in der die Luftfedervorrichtung verwendet wird, eine
verlängerte Betriebslebensdauer, indem die Bewegung der Dämpferstange 3,
die durch den unregelmäßigen Druck der Fahrbahnoberfläche
verursacht wird, sowie die aufgrund der Aufhängungselemente
verursachten Seitenkräfte beschränkt werden, wobei
eine weiche Charakteristik des CDC-Dämpfers implementiert
ist, um das Scheppern zu reduzieren. Dadurch können einerseits
eine Verbesse rung der Leistungseigenschaften wie z. B. eine Verlängerung
der Betriebslebensdauer und andererseits eine Reduzierung des Schepperns
erreicht werden, obwohl dies einander entgegengesetzte Gestaltungs-Faktoren sind.
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Gemäß 2A und 2B ist
bei der Luftfedervorrichtung gemäß der Ausführungsform
der Erfindung die Federbeinvorrichtung 6 mit einem Ende
der Dämpferstange 3 verbunden, das aus dem Zylinder 2 herausragt,
der die Zylindervorrichtung 1 bildet, die mit dem Rad W,
das eine Bodenwellenrückpralloperation durchführt,
verbunden ist. In der Federbeinvorrichtung 6 sind der Federkörper 7,
der die Kammer A bildet, deren innerer Luftdruck durch den dicht
schließenden Zylinder 2 variiert werden kann,
und der Dämpfer 12 angeordnet, der die durch externe
Krafteinwirkung erzeugte Bewegung durch engen Kontakt mit der Dämpferstange 3 beschränkt.
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Bei
einem derartigen Dämpfer 12 ist die aus Urethan
bestehende Dämpferaufhängung 13 in einem
Bereich des Federkörpers 7 angeordnet, in dessen
unteren Teil eine Kammer A ausgebildet ist, wobei die in engem Kontakt
mit der Dämpferstange 3 befindliche, aus Urethan
bestehende Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 in
den Federkörper 7 eingepasst ist, durch den sich
die Dämpferstange 3 in einem Zustand erstreckt,
in dem die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 unterhalb
der Dämpferaufhängung 13 positioniert
ist. Die Dämpfer-Unterlegscheibe 14 greift in
eine innere Nut der Dämpferaufhängung 13 ein und
ist unter einer mit der Dämpferstange 3 verbundenen
Mutter positioniert.
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In
der Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 ist der
innere Luftkanal 19, der den Radius R aufweist und in den
Innenraum vorsteht, mehrfach und dabei in regelmäßigen
Intervallen ausgebildet, so dass der die Dämpferstange 3 eng
kontaktierende Innenbereich mit starker Kraft anhaftet und somit
selbst im zusammengefügten Zustand eine Kühloperation durch
Luftzirkulation implementiert werden kann.
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Der äußere
Luftkanal 18, dessen Umfangsbereich ausgehöhlt
ist, ist in einem Teil ausgebildet, der mehrfach in die Dämpferaufhängung 13 eingepasst
ist, so dass selbst im zusammengefügten Zustand eine Kühloperation
durch Luftzirkulation implementierbar ist.
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Gemäß 3 weist
die Luftfederung, die mit einer in der beschriebenen Weise strukturierten
Luftfedervorrichtung versehen ist, eine generelle Konfiguration
dahingehend auf, dass die Luftfedervorrichtung mit dem Rad W und
der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, und ein Paar unterer und oberer
Arme 30 und 40 in einem vorbestimmten Abstand
vertikal mit der Fahrzeugkarosserie und einem Rad W verbunden sind,
um die durch externe Kräfte verursachte Last aufzunehmen,
und eine Stabilisierungsstange 50 mit beiden Rädern
verbunden ist, um das beim Durchfahren einer Kurve auftretende Schlingern
zu kontrollieren.
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Folglich
wird beim Fahren des Fahrzeugs eine Bewegungscharakteristik der
Stabilisierungsstange 50 entsprechend der an der Federbeinvorrichtung 6 auftretenden
Variation des Luftdrucks auf die Vibrationsübertragungsanordnung übertragen, indem
der CDC-Dämpfer und der Vorgang zur Handhabung der vertikalen
externen Kraft, die durch das Aufprallen und Rückprallen
bei der Bewegung des Rads W entsteht, gesteuert werden, d. h. sowohl
die vertikale Bewegung, bei der es sich um die Hauptvibration handelt,
als auch die Seitenkraft, bei der es sich um die sekundäre
externe Kraft aufgrund einer an einem Buchsenverbindungspunkt erfolgenden Verdrehbewegung
handelt, wirken auf die Luftfederung ein.
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Verschiedene
Lasten, die auf die Luftfederung ausgeübt werden und die
sich hauptsächlich in der Luftfedervorrichtung konzentrieren,
werden durch die Federbeinvorrichtung 6 absorbiert und
gedämpft. Die Federbeinvorrichtung 6 kann in Form
des mit dem Federkörper 6 verbundenen Dämpfers 12 implementiert
sein, der einen CDC-Dämpfer bildet, indem die Kammer A
vorgesehen ist, deren Luftdruck variierbar ist.
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Der
Dämpfer 12 weist die Dämpferaufhängung 13,
die mittels der oberen Kappe 11 in den oberen Bereich des
Federkörpers 7 eingedrückt ist, und die
aus Urethan bestehende Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 auf,
die aus dem mit dem Rad W verbundenen Zylinder 2 herausragt,
wodurch das Eindringen der Dämpferstange 3 in
den Federkörper 7 beschränkt wird, womit
ermöglicht wird, die Charakteristik eines Dämpfers
des weichen Typs zu implementieren und eine durch Bewegung der Dämpferstange 3 und
Variation des in der Kammer A herrschenden Luftdrucks erzeugte Vibrationsausbreitungsumgebung
zu isolieren.
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Dies
bedeutet, dass in einer Situation, in der aufgrund der Bewegungscharakteristik
der Stabilisierungsstange 50 eine Seitenkraft auf die Federbeinvorrichtung 6 einwirkt,
die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 in
engem Kontakt an der Außenumfangsfläche der Dämpferstange 3 anliegt
und dabei die Außenumfangsfläche der Dämpferstange 3 in
einem Zustand umschließt, in dem die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 zwischen
dem Federkörper 7 und der sich durch den Federkörper 7 erstreckenden
Dämpferstange 3 eingepasst ist, so dass durch
die mittels der Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 bewirkten
Bewegungsbeschränkung der Dämpferstange 3 die
Vibration der Dämpferstange 3 unterdrückt
werden kann, obwohl die Seitenkraft auf die Dämpferstange 3 einwirkt,
um diese zu bewegen.
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Die
durch die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 erzielte
Einschränkung der Bewegung der Dämpferstange 3 ist
aufgrund des strukturellen Aspekts der Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 noch
wirksamer. Gemäß 2A und 2B kann die durch die Seitenkraft verursachte
Vibration der Dämpferstange 3 noch stärker
reduziert werden, da die in dem Radius R abstehende Innenfläche
der Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 derart
verformt wird, dass sie in noch engeren Kontakt mit der Dämpferstange 3 gelangt, wenn
die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 die Dämpferstange 3 umschließt.
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Die
Einschränkung der Bewegung der Dämpferstange 3 durch
die enge gegenseitige Anhaftung zwischen der Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 und
der Dämpferstange 3 verhindert eine Bewegung der
Dämpferstange 3 und bewirkt eine beträchtliche
Reduzierung des Abriebs der die Dämpferstange 3 eng
kontaktierenden Dämpfer-Führungsvorrichtung 15,
so dass der CDC-Dämpfer in der Federbeinvorrichtung 6 eine
weiche Charakteristik aufweist und der CDC-Dämpfer eine
längere Betriebslebensdauer hat.
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Ferner
wird durch die Luftfedervorrichtung das Scheppern, das in der Federbeinvorrichtung 6 aufgrund
der Variation des Luftdrucks in der Kammer A erzeugt wird, merklich
reduziert oder isoliert. Da die Dämpferstange 3 von
der Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 umschlossen
ist und die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 mit
dem Federkörper 7 verbunden ist, der den Raum
A in der Federbeinvorrichtung 6 bildet, kann eine plötzliche
Veränderung des Luftdrucks in der Kammer A gehandhabt werden,
indem durch Steuerung dieses Luftdrucks die auf den Federkörper 7 übertragene
Vibration gedämpft wird.
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Die
Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 bildet keinen
Raum, durch den die Vibration, die auf den Federkörper 7 mit
der darin ausgebildeten Kammer A übertragen wird, verstärkt
wird, d. h. keinen Raum für die durch den Federkörper 7 hindurch
verlaufende und mit diesem verbundene Dämpferstange 3.
Durch das Fehlen eines derartigen Raums ist die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 in
der Lage, die Vibration zu dämpfen und zu absorbieren,
um eine Übertragung der Vibration auf benachbarte Teile
zu verhindern, obwohl der Federkörper 7 vibriert.
Somit nimmt der aufgrund von Variation des Luftdrucks in der Kammer
A erzeugte Vibrationspegel des Federkörpers 7 ab,
wodurch das Scheppern beträchtlich reduziert wird.
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Die
Luftfedervorrichtung führt eine Kühlungsoperation
durch, um ein Ansteigen der Temperatur in der Federbeinvorrichtung 6,
das andernfalls durch das fortlaufende Aufprallen und Rückprallen
des Rads W verursacht würde, zu verhindern. Die Kühloperation
wird ferner mittels Erzeugung eines Luftstroms durch die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 implementiert,
die an der sich in den Federkörper 7 erstreckenden
Dämpferstange 3 anliegt und diese umschließt.
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Selbst
in einem Zustand, in dem die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 die
Dämpferstange 3 umschließt, sind die
in der Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 ausgebildeten äußeren
und inneren Luftkanäle 18 und 19 nicht
blockiert, d. h. der innere Luftkanal 19 bildet einen in
der Schaftrichtung der Dämpferstange 3 verlaufenden
Luftdurchlass selbst dann, wenn sich die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 über die
Innenfläche des Führungskörpers 16,
der die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 bildet,
in engem Kontakt mit der Dämpferstange 3 befindet,
wobei die Innenfläche in dem Radius R vorsteht, und der äußere
Luftkanal 18 bildet den Raum für den Federkörper 7 selbst
dann, wenn der die Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 bildende
Erweiterungsflansch 17 sich in engem Kontakt mit dem Federkörper 7 befindet.
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Durch
diese Anordnung wird erreicht, dass, wenn der Druck in der Kammer
A höher als derjenige in dem oberen Teil des Federkörpers 7 ist,
der auf den oberen Teil des Federkörpers 7 einwirkende Druck
eine Strömung erzeugt, die durch die äußeren und
inneren Luftkanäle 18 und 19 der Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 ausgegeben
wird, während, wenn der Druck in der Kammer A niedriger
als derjenige in dem oberen Teil des Federkörpers 7 ist,
der auf den unteren Teil des Federkörpers 7 einwirkende Druck
eine Strömung erzeugt, die durch die äußeren und
inneren Luftkanäle 18 und 19 ausgegeben
wird.
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Wie
oben beschrieben wird mittels des in den oberen und unteren Teilen
des Federkörpers 7 erzeugten Luftstroms, der durch
die äußeren und inneren Luftkanäle 18 und 19 der
Dämpfer-Führungsvorrichtung 15 verläuft,
die Innentemperatur der Federbeinvorrichtung 6 auf natürliche
Weise abgesenkt, und eine plötzliche Schwankung des Luftdrucks
während des Steuerns des Drucks in der Kammer A, d. h. eine
schnelle Zu- oder Abnahme des Drucks in der Kammer A, wird verhindert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - KR 10-2008-0080765 [0001]