DE102009051944A1 - Luftfeder-Dämpfer-Modul - Google Patents
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Abstract
Luftfeder-Dämpfer-Modul aus einer Luftfeder und eiämpfer, insbesondere für die Einzelradaufhängung an Kraftfahrzeugen, wobei die Luftfeder einen Luftfederbalg hat, der zwischen einem glockenförmigen Topf und einem Abrollkolben angeordnet ist, wobei im Zentralbereich (5) des Topfes (2) als integraler Bestandteil der Topfwand (8) eine separate Aufnahme (6) für das Lager (7) des Stoßdämpfers untergebracht ist.
Description
- Technisches Gebiet
- Die Erfindung befasst sich mit einem Luftfeder-Dämpfer-Modul, das aus einer Luftfeder und einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Standard-Stoßdämpfer besteht, insbesondere für die Einzelradaufhängung an Kraftfahrzeugen, wobei die Luftfeder einen Luftfederbalg hat, der zwischen dem glockenförmig ausgebildeten Topf der Luftfeder und einem Abrollkolben angeordnet ist. Die hier in Frage stehenden Luftfedern werden auch als Luftfederbeine bezeichnet und gelangen vorwiegend in der Fahrzeugtechnik zum Einsatz. Sie werden beispielsweise dazu verwendet, um einen Querlenker einer Radaufhängung gegenüber der Fahrzeugkarosserie abzustützen. Das Luftfeder-Dämpfer-Modul hat eine Federung und Dämpfung der Abstützung. Dabei dient die Luftfeder zur Einstellung des Federungsverhaltens, während der Stoßdämpfer, im Wesentlichen für den Dämpfungsvorgang benutzt wird. Luftfeder und Stoßdämpfer werden dabei zu einer Einheit zusammengefasst.
- Stand der Technik
- In der
DE 101 32 061 A1 ist eine Luftfeder-Dämpfer-Modul dargestellt, welche aus einer Luftfeder und einem damit verbundenen Stoßdämpfer besteht und bei dem die Verbindung zwischen der Luftfeder und der Kolbenstange des Stoßdämpfers über ein Dämpferlager erfolgt, welches im Druckbehälter der Luftfeder untergebracht ist und das im Wesentlichen aus einer Aufnahmekammer mit darin enthaltenem Elastomerkörper besteht. Der Elastomerkörper erlaubt die Bewegungsfreiheit eines im Elastomerkörper angebrachten Tragstücks der Kolbenstange, die für die Wirksamkeit der Luftfederdämpfung erforderlich ist. - Eine andere Möglichkeit der Anordnung und Ausbildung einer Luftfeder zeigt die
DE 10 2004 003 395 A1 . Dort ist die Kolbenstange des Stoßdämpfers direkt mit einem Lagerdeckel verschraubt, was zur Folge hat, dass der Lagerdeckel über ein Gelenk am Fahrzeug angelenkt werden muss, damit der Stoßdämpfer die gewünschte Kardanik ausführen kann. - Darstellung der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftfeder-Dämpfer-Modul zu schaffen, das konstruktiv einen einfachen Aufbau hat und damit günstig hergestellt werden kann, das leicht montierbar und demontierbar ist, auch bezüglich seiner Einzelteile, z. B. des verwendeten Luftfederbalg; und das außerdem eine günstige Anschlussmöglichkeit für die Kolbenstange des Stoßdämpfers hat. Außerdem soll der Luftfederbalg der verwendeten Luftfeder weitgehend vor Beschädigungen geschützt werden. Schließlich soll das Modul möglichst geringe Abmessungen haben.
- Die Lösung der gestellten Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
- Bei dem erfindungsgemäßen Luftfeder-Dämpfer-Modul ist im Zentralbereich des Topfes der Luftfeder, als integraler Bestandteil der Topfwand, eine separate Aufnahme für das Dämpferlager untergebracht. Diese Aufnahme ist mit einem Boden versehen und durch einen Außendeckel luftdicht verschließbar. Dabei ist es günstig, wenn der Deckel selbst mit einem Anschluss für die Druckluftzufuhr versehen wird, die für die Grundeinstellung der Luftfeder erforderlich ist. In ihrem Boden hat die Aufnahme eine zentrale Öffnung, durch welche die Kolbenstange des Stoßdämpfers hindurchgeführt wird. Das in die Aufnahme eingefügte Dämpferlager besteht im Wesentlichen aus einem von einem Elastomer auf seinen Außenflächen eingefassten Metallring. Dieser Metallring ist mit einem zentrischen Innenflansch versehen, an dem die Befestigungsmutter für die Kolbenstange des Stoßdämpfers zur Anlage kommt. Die Elastomereinfassung des Metallrings ist mit einem radialen Außenring versehen, der mit über den Metallring axial überstehenden Rändern ausgestattet ist. Diese Ränder werden zwischen dem Boden der Aufnahme und dem die Aufnahme abschließenden Deckel eingespannt. Die axiale Elastomereinfassung des Metallrings wird ihrerseits mit Stütznoppen versehen, von denen die axial äußeren Stütznoppen am Deckel der Aufnahme zur Anlage kommen.
- Unterhalb der Aufnahme ist ein Puffer aus elastischem Material angeordnet, an dem bei völliger Einfederung des Luftfeder-Dämpfer-Modul der Kolbenboden bzw. eine im Inneren des Kolbens befindliche Innenhülse mit ihrem Abschlussdeckel zur Anlage kommt. Durch eine zentrale Öffnung im Puffer wird die Kolbenstange des Stoßdämpfers zum Dämpferlager geführt. Der Innendurchmesser der Öffnung ist größer als der Durchmesser der Kolbenstange. Außerdem hat die Öffnung Zentriernoppen, so dass die Kolbenstange selbst zentrisch in der Öffnung gehalten wird. Die Freiräume zwischen der Kolbenstange und der Öffnung lassen die Druckluft aus dem Druckraum der Luftfeder in den Raum der Aufnahme durch, so dass im Dämpferlager der gleiche Druck herrscht wie im Druckraum der Luftfeder. Dies hat den Vorteil, dass das Dämpferlager nicht einseitig mit dem Luftdruck der Luftfeder vorbelastet ist. Das Dämpferlager arbeitet dann nahezu unabhängig vom Luftfederdruck.
- Als Luftfederbalg wird ein Balg verwendet, der an seinen Enden mit Verstärkungen versehen ist. Diese Verstärkungen können durch eine entsprechende Verdickung der Balgenden oder auch durch Einfügung von Spanneinlagen z. B. Drahtpaketen in die Balgenden erreicht werden. Für die Steckbefestigung des Schlauchrollbalgs am Abrollkolben bzw. am Luftfedertopf sind dieselben mit entsprechenden Anschlussmöglichkeiten versehen. So ist der Abrollkolben an seiner Oberseite mit einer umlaufenden Rinne ausgestattet, welche für die Aufnahme der Verstärkungen in Form von Wülsten ausgebildet ist. Die Befestigung des anderen Balgendes am Topf der Luftfeder wird dadurch erreicht, dass die Aufnahme mit einer Ringwand versehen ist, die in axialer Richtung sowohl nach außen als auch nach innen von der Topfwand hervorsteht. Der nach innen hervorstehenden Ringwandteil wird als Anlagefläche für die obere Verstärkung des Schlauchrollbalgs benutzt. Außerdem ist die Topfwand so ausgebildet, dass sie einen oberen Balgteil des Schlauchrollbalgs umfasst und schützend abdeckt.
- Um möglichst geringe Abmessungen zu erreichen ist der mittlere Innendurchmesser des Luftfedertopfes kleiner als der Ausformungsdurchmesser bei einem frei sich entfaltenden Luftfederbalg. Durch die Innenkontur des Topfes wird die Auswölbung des Balgs mitbestimmt. An sich ergibt sich die Ausformung des Balgs aus dem Fadenwinkel der Verstärkungseinlagen im Balg. Durch die Verwendung eines in Bezug zur normalen Auswölbung des Balgs kleineren Topfes wird die Auswölbung reduziert und weniger Platz für das Modul beansprucht.
- Ein derartiges Luftfeder-Dämpfer-Modul eignet sich besonders zur Verwendung bei der Einzelradaufhängung, bei der der Topf als Teil der Tragstruktur der oberen Lenkerlagerung an den Gelenken des oberen Quer- oder Schräglenkers und der Stoßdämpfer an dem unteren Quer- oder Schräglenker abgestützt ist.
- Kurzbeschreibung der Zeichnung
- In der beiliegenden Zeichnung ist die Luftfeder für das Luftfeder-Dämpfer-Modul im Längsschnitt dargestellt.
- Ausführung der Erfindung
- In der Zeichnung ist eine Luftfeder
1 im Längsschnitt dargestellt, die für ein Luftfeder-Dämpfer-Modul aus Luftfeder1 und nicht näher gezeigtem Stoßdämpfer geeignet ist. Als Stoßdämpfer wird bevorzugt ein Hydraulikdämpfer engesetzt. Die Luftfeder1 besteht im Wesentlichen aus dem glockenförmigen Topf2 , dem Abrollkolben3 und dem die beiden Teile verbindenden Luftfederbalg4 . Der Topf2 ist in seinem Zentralbereich5 mit einer Aufnahme6 versehen, in welcher das Dämpferlager7 untergebracht ist. Dabei stellt die Aufnahme6 einen integralen Bestandteil der Topfwand8 dar. In ihrem Zentralbereich5 ist die Topfwand8 verstärkt ausgeführt, so dass die Aufnahme6 mit ausreichend Platz in ihr untergebracht werden kann. Die vorzugsweise in ihrem Innern rund ausgestaltete Aufnahme6 wird durch den Deckel9 verschlossen. Hierfür sind die Schrauben10 und der Dichtring28 vorgesehen. Letzterer ist über Stege mit dem Elastomer15 des Metallrings14 verbunden. Im Deckel9 ist der Anschluss11 für die Druckluftzufuhr in den Innenraum der Luftfeder1 untergebracht. Der Boden12 der Aufnahme6 hat die zentrale Öffnung13 durch die die nicht näher gezeigte Kolbenstange des Stoßdämpfers zum Dämpferlager7 hindurchgeführt wird. Das Dämpferlager7 besteht aus dem Metallring14 , der auf seinen radial und axial nach außen weisenden Flächen mit dem Elastomer15 umgeben ist. Der Metallring14 hat einen zentralen Innenflansch16 an dem die Kolbenstange mit der Befestigungsmutter17 verschraubt wird. Der Flansch16 hat Durchlässe durch die die Druckluft fließen kann. Die Elastomereinfassung15 hat einen radialen Außenring18 mit über den Metallring14 axial überstehenden Rändern19 ,20 . Davon ist der axial äußere Rand20 mit Unterbrechungen versehen, um eine klare Funktionstrennung zum anvulkanisierten Dichtring28 zu haben. Der Dichtring28 und damit die Dichtung ist somit in das Dämpferlager7 integriert. Die axiale Elastomereinfassung21 ,22 des Metallrings14 ist außerdem mit Stütznoppen23 ,24 versehen. Davon liegen die axial äußeren Stütznoppen24 am Deckel9 der Aufnahme6 an. - Unterhalb der Aufnahme
6 ist am Boden12 des Topfes2 der Puffer25 aus Elastomermaterial angeordnet. Dieser Puffer25 dient als Federanschlagbegrenzung bei völlig eingefedertem Luftfeder-Dämpfer-Modul. Er hat die zentrale Öffnung26 , durch welche die Kolbenstange des Stoßdämpfers hindurch zum Dämpferlager7 geführt wird. In der Öffnung26 sind die Zentriernoppen27 untergebracht, welche die Kolbenstange in einer zentrischen Lage halten. - Der Luftfederbalg
4 hat an seinen Enden30 und31 Verstärkungen. im vorliegenden Fall sind die Verstärkungen durch wulstförmige Ausgestaltung der Enden30 ,31 hergestellt. Diese Verstärkungen in Form von Wülsten werden am Abrollkolben3 in eine umlaufende Rinne32 und am Topf2 in ein nach innen hervorstehendes Ringwandteil33 eingesteckt. Durch die Montage über Stecksitze ist eine zerstörungsfreie Demontage des Luftfederbalgs möglich. Für die Bildung des Ringwandteils33 und auch letztendlich für die Bildung der Aufnahme6 ist die Topfwand8 mit einer ringförmigen Wand34 ausgebildet. Die Stecksitze für die Befestigung der Rollbalgenden30 und31 ermöglichen eine einfache Montage und Demontage des Rollbalgs4 . - Zum Schutz gegen Beschädigungen mechanischer Art oder auch durch Hitzeeinwirkung ist der Topf
2 so ausgestaltet, dass an seiner Innenseite der obere Balgteil35 von der Topfwand8 mit eingefasst ist. Der Abrollkolben3 ist über die Öffnungen36 , die rundum laufend in seinem Boden eingefügt sind, mit dem Innenraum der Luftfeder verbunden. Da der Abrollkolben an seinem unteren Ende luftdicht an einem Stützring angeschlossen ist, wird der Innenraum38 des Abrollkolbens3 in das Luftdruckvolumen der Luftfeder miteinbezogen. Hierdurch wird eine weichere Federung erreicht. Im Abrollkolben3 befindet sich außerdem noch die Stützhülse39 durch welche die Kolbenstange des Stoßdämpfers hindurchgeführt ist und deren Innenraum40 ebenfalls zur Ergänzung des Luftvolumens herangezogen wird. Dabei kann die Druckluft aus dem Luftfederraum entlang der durch die Öffnung41 geführten Kolbenstange in den Raum40 gelangen und von dort über die Öffnungen42 in den Raum38 des Abrollkolbens3 . - Der mittlere Innendurchmesser D des Luftfedertopfes
2 ist so gewählt, dass er kleiner ist, als der Ausformungsdurchmesser des Balgs4 bei nicht vorhandenem Topf2 . Dadurch erfolgt eine Reduzierung der Abmessungen des Platzbedarfs im oberen Teil des Moduls. - 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
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- - DE 10132061 A1 [0002]
- - DE 102004003395 A1 [0003]
Claims (22)
- Luftfeder-Dämpfer-Modul aus einer Luftfeder und einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Standard-Stoßdämpfer, insbesondere für die Einzelradaufhängung an Kraftfahrzeugen, wobei die Luftfeder einen Luftfederbalg hat, der zwischen einem glockenförmigen Topf und einem Abrollkolben angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Zentralbereich (
5 ) des Topfes (2 ) als integraler Bestandteil der Topfwand (8 ) eine separate Aufnahme (6 ) für das Lager (7 ) des Stoßdämpfers untergebracht ist. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Boden (
12 ) aufweisende Aufnahme (6 ) durch einen Deckel (9 ) verschließbar ist. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (
9 ) einen Anschluss (11 ) für die Druckluftzufuhr hat. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (
6 ) mit einer zentralen Öffnung (13 ) in ihrem Boden (12 ) versehen ist, durch welche die Kolbenstange des Stoßdämpfers hindurchgeführt ist. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (
7 ) aus einem von einem Elastomer (15 ) auf seinen Außenflächen eingefassten Metallring (14 ) besteht. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallring (
14 ) mit einem zentrischen Innenflansch (16 ) versehen ist, an dem die Befestigungsmutter (17 ) für die Kolbenstange des Stoßdämpfers anliegt. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomereinfassung (
15 ) einen radialen Außenring (18 ) mit über den Metallring (14 ) axial überstehenden Rändern (19 ,20 ) hat und an ihrem axial äußeren Rand (20 ) mit einem anvulkanisierten Dichtring (28 ) versehen ist. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der axial äußere Rand (
20 ) mit Unterbrechungen versehen ist. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Elastomereinfassung (
21 ,22 ) des Metallrings (14 ) mit Stütznoppen (23 ,24 ) versehen ist. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die axial äußeren Stütznoppen (
24 ) am Deckel (9 ) der Aufnahme (6 ) anliegen. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Aufnahme (
6 ) an deren Boden (12 ) ein Puffer (25 ) aus elastomerem Material angeordnet ist. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Puffer (
25 ) eine zentrale Öffnung (26 ) für die Kolbenstange des Stoßdämpfers hat. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Öffnung (
26 ) des Puffers (25 ) Zentriernoppen (27 ) für die Kolbenstange vorhanden sind. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfederbalg (
4 ) an seinen Enden (30 ,31 ) mit Verstärkungen versehen ist. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abrollkolben (
3 ) an seiner Oberseite mit einer umlaufenden Rinne (32 ) für die Aufnahme der Verstärkungen in Form von Wülsten ausgestattet ist. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (
6 ) eine ringförmige Wand (34 ) hat, die in axialer Richtung sowohl nach außen als auch nach innen von der Topfwand (8 ) hervorsteht. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der nach innen hervorstehende Ringwandteil (
33 ) als Anlagefläche für die obere Verstärkung (31 ) des Luftfederbalg (4 ) dient. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfederbalg (
4 ) an seinem oberen Balgteil (35 ) von der Topfwand (8 ) eingefasst ist. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfedertopf (
2 ) als Teil der Tragstruktur der oberen Lenkerlagerung an den Gelenken des oberen Quer- oder Schräglenkers und der Stoßdämpfer gelenkig an dem unteren Quer- oder Schräglenker abgestützt ist. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfederbalg (
4 ) Verstärkungseinlagen hat. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfedertopf (
2 ) asymmetrisch ausgebildet ist. - Luftfeder-Dämpfer-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Innendurchmesser (D) des Luftfedertopfes (
2 ) kleiner als der ohne Topf (2 ) auftretende Ausformungsdurchmesser des Luftfederbalgs (4 ) ist.
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