DE102010026236A1

DE102010026236A1 - Pneumatische Aufhängung und Verwendung für eine Lastkraftwagen-Fahrerkabine

Info

Publication number: DE102010026236A1
Application number: DE201010026236
Authority: DE
Inventors: Jean-Luc Barbeau; Christophe Jolibert; Johann Lucas; Marcel Rossard
Original assignee: Wabco France SAS
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2010-07-06
Publication date: 2011-02-10
Also published as: FR2948608A1; FR2948608B1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine pneumatische Aufhängung (90), die einen von einem Zylinderkörper (12) und von einem mit einer Kolbenstange (14) versehenen Kolben gebildeten Zylinder enthält. Ein Aufhängungskörper (20) der pneumatischen Aufhängung wird vom Zylinderkörper und der Dichtheit durchquert. Der Zylinderkörper durchquert den Aufhängungskörper durch eine Öffnung (22), die er dann teilweise versperrt. Eine Dichtung (30) ist in der Öffnung des Aufhängungskörpers zwischen einerseits einer Schulter (28) des Aufhängungskörpers und andererseits einem elastischen Ring (24) untergebracht, der in der Öffnung des Aufhängungskörpers platziert ist. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Fertigungsverfahren einer pneumatischen Aufhängung durch Formen des Körpers. Die Erfindung ermöglicht den Erhalt einer widerstandsfähigeren und wirtschaftlicheren pneumatischen Aufhängung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine pneumatische Aufhängung, die einen Zylinder und einen Aufhängungskörper enthält, die dicht miteinander verbunden sind. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Anfertigung einer pneumatischen Aufhängung durch Formen des Körpers. Die Erfindung betrifft auch eine Verwendung einer pneumatischen Aufhängung für die Aufhängung einer Lastkraftwagen-Fahrerkabine bezüglich eines Lastkraftwagen-Fahrgestells.
Die pneumatische Aufhängung, insbesondere bei der Aufhängung einer Lastkraftwagen-Fahrerkabine, ist starken Belastungen ausgesetzt, insbesondere wenn der Zylinder am Ende des Kompressions- oder Ausdehnungshubs ankommt. Diese Belastungen können zum vorzeitigen Bruch des Zylinders und/oder des Aufhängungskörpers führen.
Es gibt also einen Bedarf für eine pneumatische Aufhängung, die die Betriebsbelastungen besser aushält, insbesondere bei ihrem Betrieb am Ende des Kompressions- und Ausdehnungshubs.
Hierfür schlägt die Erfindung eine pneumatische Aufhängung vor, die enthält: einen Zylinderkörper, einen mit einer Kolbenstange versehenen Kolben, wobei der Kolben und der Zylinderkörper einen Zylinder bilden; einen Aufhängungskörper, der vom Zylinderkörper durchquert wird; eine Dichtung zwischen dem Aufhängungskörper und dem Zylinderkörper, wobei der Zylinderkörper und die Dichtung das Versperren und die Dichtheit einer Öffnung des Aufhängungskörpers gewährleisten; wobei die Dichtung in der Öffnung des Aufhängungskörpers zwischen einer Schulter des Aufhängungskörpers und einem elastischen Ring untergebracht ist, der gegen radiale Kanten des Aufhängungskörpers angeordnet ist.
Gemäß einer Variante enthält die pneumatische Aufhängung außerdem: eine auf den elastischen Ring drückende und mit der Kolbenstange in Verbindung stehende Feder, damit der Eintritt der Kolbenstange in den Zylinderkörper die Feder komprimiert.
Gemäß einer Variante enthält die pneumatische Aufhängung außerdem eine pneumatische Faltenbalgdichtung zwischen dem Aufhängungskörper und der Kolbenstange, die eine pneumatische Kammer zwischen der Kolbenstange und dem Zylinderkörper begrenzt und ein Fluid enthält; ein pneumatisches Ventil, das auf dem Aufhängungskörper angeordnet ist, um die Zufuhr in die oder Abfuhr von Fluid aus der Kammer über Kanäle des Aufhängungskörpers zu erlauben oder zu verhindern, wobei die Kanäle die Übertragung des Fluids zwischen ihren auf der Seite der pneumatischen Kammer mündenden Enden und ihren außerhalb des Aufhängungskörpers mündenden Enden gewährleisten; wobei die Feder mit der Kolbenstange über ein Element in Verbindung steht, wobei das Element mit der Kolbenstange in Verbindung steht, damit der Eintritt der Kolbenstange in den Zylinderkörper eine relative Bewegung des Elements bezüglich des Aufhängungskörpers verursacht; wobei das Element ein Steuerelement des pneumatischen Ventils durch die relative Bewegung des Steuerelements bezüglich des Körpers ist.
Gemäß einer Variante steht das Steuerelement mit der Kolbenstange über einen auf der Kolbenstange befestigten Dämpfungsanschlag in Verbindung, wobei der Eintritt der Kolbenstange in den Zylinderkörper das Komprimieren des Anschlags zwischen der Kolbenstange und dem Steuerelement sowie die relative Bewegung des Steuerelements bezüglich des Körpers verursacht.
Gemäß einer Variante weist das Steuerelement eine Schulter zum Komprimieren des Anschlags auf, wobei das Steuerelement und die Schulter aus einem Stück bestehen.
Gemäß einer Variante weist der Aufhängungskörper mindestens 10 Verstärkungsrippen gegen die Kompression auf, die sich in der Achse des Zylinders erstrecken.
Gemäß einer Variante enthält das pneumatische Ventil einen Steuerarm, der um eine zur Achse des Zylinders radiale Achse drehbar montiert ist, wobei die Drehung des Steuerarms die Kanäle abwechselnd öffnet und schließt; weist das Steuerelement eine Führungsrille auf, die sich in der Achse des Zylinders erstreckt und einen fest mit dem Steuerarm des pneumatischen Ventils verbundenen Flachstift aufnimmt; wobei die relative Bewegung des Steuerelements bezüglich des Aufhängungskörpers den Durchlauf des Flachstifts in der Führungsrille nach sich zieht, und der Durchlauf des Flachstifts in der Führungsrille die Drehung des Steuerarms nach sich zieht.
Gemäß einer Variante enthält der Aufhängungskörper drei Kanäle, einen ersten Kanal, der die Fluidzufuhr zur pneumatischen Kammer gewährleistet, einen zweiten Kanal, der eine optionale Fluidverbindung der pneumatischen Kammer mit einem anderen pneumatischen System gewährleistet, einen dritten Kanal, der die Abfuhr des Fluids aus der pneumatischen Kammer gewährleistet.
Gemäß einer Variante weist das den Steuerarm bildende Bauteil ein Lager zum Einbau des Flachstifts auf, wobei das Lager eine Mindestdicke von 2,1 mm, vorzugsweise 3 mm, um den Flachstift herum aufweist, wobei der Steuerarm außerdem mindestens 4 Rippen zwischen dem Einbaulager und einem Achslager der Drehung des Steuerarms aufweist, wobei die Rippen Verstärkungsrippen gegen die Verdrehung und/oder die Biegung des Steuerarms sind.
Gemäß einer Variante enthält der Aufhängungsarm eine Führung, die das Steuerelement umgibt und auf der das pneumatische Ventil angeordnet ist, wobei die Führung fest mit dem Rest des Aufhängungskörpers verbunden ist und mindestens 14 Verstärkungsrippen gegen die Kompression in der Achse des Zylinders auf dem Außenumfang der Führung aufweist.
Gemäß einer Variante enthält das pneumatische Ventil einen Ventilkörper, der auf dem Aufhängungskörper in Höhe der auf der Seite der pneumatischen Kammer mündenden Enden der Kanäle angeordnet ist, wobei ein radialer Kompressions-Dichtring zwischen einem Einsteckteil des Ventilkörpers und einem Aufnahmeteil des Aufhängungskörpers die pneumatische Verbindung zwischen den Kanälen und dem Ventilkörper gewährleistet.
Gemäß einer Variante haben die Kanäle an ihren außerhalb des Aufhängungskörpers mündenden Enden pneumatische Anschlüsse mittels Schraubverbindung oder elastischer Verriegelung.
Gemäß einer Variante hat der Zylinder einen Hub von mehr als 95 mm, vorzugsweise von 100 mm, hat ein Dämpfungsanschlag einen Hub von mehr als 21 mm, vorzugsweise von 25 mm; hat der Dämpfungsanschlag eine Länge von mehr als 36 mm, vorzugweise von 40 mm, wenn der Zylinder am Ende des Ausdehnungshubs ist, wobei der Zylinder einen Hub von 100 mm hat; wobei die Führungsrille einen axialen Hub von mehr als 71 mm, vorzugsweise von 75 mm, besitzt, mit einem Krümmungsradius von mehr als 3 mm entlang des Durchlaufs der Führungsrampe in Richtung des Zylinders.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Anfertigung einer pneumatischen Aufhängung gemäß einer der oben beschriebenen Varianten, bei dem der Aufhängungskörper durch Formen zwischen einem Einsteck-Formwerkzeug, das im Inneren der Öffnung des Aufhängungskörpers angeordnet ist, und einem Aufnahme-Formwerkzeug hergestellt wird, das außerhalb des Aufhängungskörpers angeordnet ist, wobei die radialen Kanten im Hinterschnitt des Einsteck-Formwerkzeugs hergestellt werden.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Verwendung einer pneumatischen Aufhängung gemäß einer der oben beschriebenen Varianten für die Aufhängung einer Lastkraftwagen-Fahrerkabine bezüglich eines Lastkraftwagen-Fahrgestells.
Die Erfindung schlägt außerdem diese verschiedenen Aspekte unabhängig voneinander vor.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung hervor, die nur als Beispiel dienen und sich auf die Zeichnungen beziehen. Es zeigen:
1 ein Prinzipschema einer pneumatischen Aufhängung im Schnitt gemäß der Achse des Zylinders;
2 ein weiteres Prinzipschema einer pneumatischen Aufhängung im Schnitt gemäß der Achse des Zylinders;
3 ein Prinzipschema der pneumatischen Aufhängung gemäß 2 ohne den Zylinder;
4 ein Schema der Zone der Dichtung zwischen dem Aufhängungskörper und dem Zylinderkörper;
5 eine Ansicht des Aufhängungskörpers gemäß 2 auf der Seite, wo der Aufhängungskörper vom Zylinderkörper durchquert wird;
6 ein Prinzipschema des Aufhängungskörpers gemäß 2 alleine;
7 eine Perspektivansicht eines Steuerelements;
8 eine Perspektivansicht eines Steuerarms;
9 eine Perspektivansicht einer Führung;
10 ein Prinzipschema des Aufhängungskörpers gemäß 2;
11 eine lokale Vergrößerung der 10;
12 ein weiteres Prinzipschema des Aufhängungskörpers;
13 eine lokale Vergrößerung der 12;
14 eine Perspektivansicht eines Ventils;
15 ein weiteres Prinzipschema einer pneumatischen Aufhängung im Schnitt gemäß der Achse des Zylinders mit pneumatischen Anschlüssen durch Schraubverbindung;
16 ein weiteres Prinzipschema einer pneumatischen Aufhängung im Schnitt gemäß der Achse des Zylinders mit pneumatischen Anschlüssen durch elastische Verriegelung;
17 ein Prinzipschema eines Lastkraftwagens mit einer pneumatischen Aufhängung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine pneumatische Aufhängung, die einen von einem Zylinderkörper und von einem mit einer Kolbenstange versehenen Kolben gebildeten Zylinder enthält. Ein Aufhängungskörper der pneumatischen Aufhängung wird von dem Zylinderkörper durchquert. Der Aufhängungskörper kann als Basis für die Erzeugung einer pneumatischen Kammer um die Stange des Zylinders herum oder für den Einbau einer beliebigen anderen, für den Betrieb einer pneumatischen Aufhängung nützlichen Vorrichtung dienen.
Es ist dann nützlich, die Dichtheit zwischen dem Aufhängungskörper und dem ihn durchquerenden Zylinderkörper vorzusehen. Der Zylinderkörper durchquert den Aufhängungskörper durch eine Öffnung, die er teilweise versperrt. Das vollständige Versperren dieser Öffnung, und schließlich die Dichtheit zwischen dem Zylinderkörper und dem Aufhängungskörper, wird durch eine Dichtung hergestellt. Diese Dichtung ist in der Öffnung des Aufhängungskörpers zwischen einerseits einer Schulter des Aufhängungskörpers und andererseits einem elastischen Ring untergebracht, der in der Öffnung des Aufhängungskörpers platziert ist. Der elastische Ring ist gegen radiale Kanten des Aufhängungskörpers angeordnet.
Die Kombination der Schulter, der Kanten des Aufhängungskörpers sowie des gegen die Kanten angelegten elastischen Rings ermöglicht die Herstellung eines Dichtungssitzes in der Öffnung des Aufhängungskörpers. Dieser Dichtungssitz wird dann ohne Bearbeitung des Aufhängungskörpers nach seiner Anfertigung hergestellt. Der Aufhängungskörper kann zum Beispiel durch Formen, zum Beispiel von Kunststoff, angefertigt werden. Der Erhalt eines Dichtungssitzes ohne Bearbeitung vermeidet eine lokale Beschädigung des Materials.
Die mechanischen Eigenschaften des Aufhängungskörpers werden so lokal um den Dichtungssitz herum beibehalten. Die Beibehaltung der lokalen mechanischen Eigenschaften des Aufhängungskörpers ermöglicht es, die Festigkeit des Aufhängungskörpers und allgemeiner der pneumatischen Aufhängung für ihren Betrieb zu erhöhen. Insbesondere ist die Festigkeit der pneumatischen Aufhängung für den Betrieb am Kompressions- und Ausdehnungs-Hubende nützlich.
Außerdem ermöglicht das Weglassen eines Bearbeitungsschritts bei der Anfertigung des Aufhängungskörpers den Erhalt eines Aufhängungskörpers zu geringeren Kosten und folglich einer wirtschaftlicheren pneumatischen Aufhängung.
Die Erfindung ermöglicht schlussendlich den Erhalt einer strapazierfähigeren und wirtschaftlicheren pneumatischen Aufhängung.
1 zeigt ein Prinzipschema einer pneumatischen Aufhängung 90. Das Schema der 1 bildet einen Schnitt durch eine pneumatische Aufhängung 90 gemäß der Achse des Zylinders. Diese 1 veranschaulicht die Grundprinzipien einer pneumatischen Aufhängung. Die pneumatische Aufhängung enthält einen Zylinder, der von einem Zylinderkörper 12 und von einem mit einer Kolbenstange 14 versehenen Kolben gebildet wird. Der Zylinderkörper durchquert einen Aufhängungskörper 20.
2 zeigt ein anderes Prinzipschema einer pneumatischen Aufhängung 90 im Schnitt durch die Achse des Zylinders. Eine Dichtung 30 ist zwischen dem Zylinderkörper 12 und dem Aufhängungskörper 20 vorgesehen. Diese Dichtung 30 ist zwischen einer Schulter 28 des Aufhängungskörpers 20 und einem elastischen Ring 24 untergebracht. Dieser elastische Ring 24 ist selbst gegen radiale Kanten 26 des Aufhängungskörpers 20 angeordnet. Die Schulter 28 des Aufhängungskörpers 20 und der gegen radiale Kanten 26 angeordnete elastische Ring 24 bilden einen Dichtungssitz. Dieser Dichtungssitz wird ohne Bearbeitung des Aufhängungskörpers 20 erhalten.
Die Kanten 26 erstrecken sich radial vom Umfang der Öffnung des Aufhängungskörpers 20 zur Achse des Öffnung, d. h. zur Durchquerungsachse des Zylinderkörpers 12 im Aufhängungskörper 20. Diese radiale Komponente der Kanten ermöglicht den axialen Rückhalt des elastischen Rings 24 in der Öffnung.
3 zeigt ein Prinzipschema der pneumatischen Aufhängung 90 gemäß 2 ohne den Zylinder. Man sieht die Öffnung 22 des Aufhängungskörpers sowie den Sitz 29 der Dichtung 30 zwischen der Schulter 28 des Aufhängungskörpers 20 und dem gegen die radialen Kanten 26 angeordneten elastischen Ring 24. Die radialen Kanten 26 können auf dem Umriss des Umfangs der Öffnung 22 angeordnet sein, vorzugsweise gibt es sechs radiale Kanten 26.
4 zeigt ein Schema der Zone der Dichtung 30 zwischen dem Aufhängungskörper 20 und dem Zylinderkörper 12. Man sieht hier noch deutlicher den Sitz 29 der Dichtung 30 zwischen der Schulter 28 des Aufhängungskörpers 20 und dem gegen die radialen Kanten 26 angeordneten elastischen Ring 24.
Gemäß den 2, 3 und 4 und gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der elastische Ring 24 außerdem zwischen den radialen Kanten 26 und einer zweiten Schulter 27 des Aufhängungskörpers 20 angeordnet sein. Diese zweite Schulter 27 des Aufhängungskörpers 20 begrenzt mit den radialen Kanten 26 einen Sitz 25 für den elastischen Ring 24.
Die Verschiebung des elastischen Rings 24 in der Achse des Zylinders ist so stärker begrenzt. Die Begrenzung der Verschiebung des elastischen Rings ermöglicht es, eine vorzeitige Abnutzung des elastischen Rings 24, zum Beispiel durch Schwingungen bei der axialen Beanspruchung der pneumatischen Aufhängung 90, zu vermeiden.
Dieser Sitz 25 des elastischen Rings 24 kann auch ohne Bearbeitung des Aufhängungskörpers 20 erhalten werden. In dieser Ausführungsform ist vorzugsweise die radiale Dicke des elastischen Rings 24 größer als die Abmessung der Schulter 28, um den Sitz 29 der Dichtung 30 immer genau zu definieren.
Entsprechend 1 und gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die pneumatische Aufhängung 90 außerdem eine Feder 42 enthalten. Die Feder 42 steht mit der Kolbenstange 14 in Verbindung. Der Eintritt der Kolbenstange 14 in den Zylinderkörper 12, d. h. das Komprimieren des Zylinders, zieht dann eine Kompression der Feder 42 zwischen der Kolbenstange 14 und dem Zylinderkörper 12 oder dem Aufhängungskörper 20 nach sich. Das Komprimieren der Feder 42 ermöglicht zum Beispiel die Gewährleistung einer Funktion der elastischen Steifheit des Zylinders.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Feder 42 außerdem auf dem elastischen Ring 24 aufliegen. Der elastische Ring 24 erfüllt dann eine Funktion der Begrenzung des Sitzes 29 der Dichtung 30 und eine Funktion der Aufnahme der Feder 42. Die Verwendung eines elastischen Rings 24 ermöglicht den Erhalt der Ausführung dieser zwei Funktionen mit verringertem Platzbedarf. Die Verringerung des Platzbedarfs der Dichtvorrichtung zwischen dem Aufhängungskörper 20 und dem Zylinderkörper 12 ermöglicht insbesondere eine Materialersparnis bei der Herstellung des Aufhängungskörpers 20, der dann kürzer sein kann.
Die Auflage der Feder 42 auf dem elastischen Ring wird in der Ausführungsform mit einer zweiten Schulter des Aufhängungskörpers 20 bevorzugt, die einen Sitz 25 des elastischen Rings 24 bildet. Die axialen Verschiebungen des elastischen Rings 24 werden so bei Beanspruchungen des elastischen Rings 42 durch die Feder 24 begrenzt.
Unabhängig vom Vorhandensein der Feder 42 kann der Aufhängungskörper 20 als Basis für die Erzeugung einer pneumatischen Kammer oder für den Einbau einer beliebigen anderen für den Betrieb der pneumatischen Aufhängung 90 nützlichen Vorrichtung dienen.
Wieder in 1 und gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die pneumatische Aufhängung 90 eine Faltenbalgdichtung 80 zwischen dem Aufhängungskörper 20 und der Kolbenstange 14 aufweisen. Die Faltenbalgdichtung 80 begrenzt so eine pneumatische Kammer 82 zwischen der Kolbenstange 14 und dem Zylinderkörper 12. Diese pneumatische Kammer enthält ein Fluid. Dieses Fluid erfüllt die Funktion eines pneumatischen Fluids, d. h. es wird aufgrund seiner Komprimierbarkeit verwendet. Das vorzugsweise verwendete Fluid ist aus Gründen der einfachen Beschaffung und der Kosten Luft.
Die pneumatische Aufhängung 90 mit einer ein Fluid enthaltenden pneumatischen Kammer 82 ermöglicht es, eine nicht-lineare Steifheit des Zylinders zum Beispiel bei seiner Komprimierung zu gewährleisten.
Außerdem kann gemäß einem Aspekt der Erfindung die pneumatische Aufhängung 90 ein pneumatisches Ventil 50 aufweisen, das auf dem Aufhängungskörper 20 angeordnet ist. Dieses pneumatische Ventil 50 erlaubt die Zufuhr in die oder die Abfuhr von Fluid aus der pneumatischen Kammer 82. Das pneumatische Ventil 50 kann auch die Zufuhr oder die Abfuhr von Fluid verhindern. Diese Vorgänge der Zufuhr oder Abfuhr von Fluid werden von Kanälen 51, oder mindestens einem Kanal 51, durchgeführt. Die Kanäle 51 gewährleisten die Übertragung des Fluids zwischen ihren im Inneren der pneumatischen Kammer 82 mündenden Enden und ihren außerhalb des Aufhängungskörpers 20 mündenden Enden.
Das pneumatische Ventil 50 ermöglicht es, indem es die Fluidzufuhr oder -abfuhr in oder aus der Kammer 82 erlaubt oder verhindert, die Fluidmenge innerhalb der pneumatischen Kammer 82 zu kontrollieren. Das Verschiebungs-/Kraft-Gesetz der Aufhängung hängt von der in der pneumatischen Kammer enthaltenen Fluidmenge ab. Die Kontrolle der Fluidmenge innerhalb der pneumatischen Kammer 82 ermöglicht es, die Steifheit und das Verhalten der pneumatischen Aufhängung 90 beim Betrieb der Aufhängung 90 zu verändern.
5 zeigt eine Ansicht des Aufhängungskörpers 20 gemäß 2 von der Seite, auf der der Aufhängungskörper 20 in den Zylinderkörper 12 eingeführt wird. Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Aufhängungskörper 20 mehrere Fluidübertragungskanäle 51, 52 und 53 enthalten. Je nach den Ausführungsformen können diese Kanäle 51, 52 und 53 die gleiche Funktion oder unterschiedliche Funktionen haben. So ist in der in 5 dargestellten Ausführungsform der Kanal 51 ein Fluidzufuhrkanal der pneumatischen Kammer 82, der Kanal 53 ist ein Fluidabfuhrkanal der pneumatischen Kammer 82. Der Kanal 52 ist ein so genannter Nutzungskanal. In der in 5 veranschaulichten Ausführungsform ist der Kanal 52 versperrt und dient nicht zur Übertragung des Fluids der Kammer 82 nach außen. Dieser Kanal 52 kann aber je nach den Bedürfnissen des Benutzers als ein Fluidübertragungskanal zu einem anderen pneumatischen System dienen. So kann das Fluid aus der Kammer zu einem anderen Pneumatiksystem anstatt nach außen abgeführt werden.
Die Verwendung von Kanälen 51, 52 und 53 mit unterschiedlichen Funktionen ermöglicht es, die Gestaltung des pneumatischen Ventils 50 zu vereinfachen. Die Erlaubnis bzw. die Verhinderung der Zufuhr in oder Abfuhr von Fluid aus der Kammer 82 läuft dann nämlich auf das Schließen oder Öffnen eines der Kanäle 51, 52 oder 53 je nach ihrer jeweiligen Funktion hinaus. Die Erlaubnis oder das Verhindern der Zufuhr in oder der Abfuhr von Fluid aus der Kammer 82 bedingt nicht mehr die Verwendung eines Ventils 50, das die Durchgangsrichtung des Fluids in den Kanälen 51, 52 und 53 mit indifferenten Funktionen kontrolliert.
Unter Bezug auf die 1, 2, 3 und gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die pneumatische Aufhängung 90 ein Element 40 enthalten. Dieses Element 40 steht mit der Kolbenstange 14 in Verbindung, damit der Eintritt der Kolbenstange 14 in den Zylinderkörper 12 die Bewegung des Elements 40 nach sich zieht. Das Element 40 hat dann eine relative Bewegung bezüglich des Aufhängungskörpers 20. Diese relative Bewegung des Elements 40 steuert das pneumatische Ventil 50. Die relative Bewegung des Steuerelements 40 erlaubt oder verhindert schlussendlich die Zufuhr oder die Abfuhr des Fluids. Eine Ausführungsform dieses Steuerelements 40 wird nachfolgend beschrieben.
Das Steuerelement 40 ermöglicht es also, die Fluidmenge im Inneren der pneumatischen Kammer 82 in Abhängigkeit vom Eintritt der Kolbenstange 14 in den Kolbenkörper 12 zu kontrollieren. Das Verschiebungs-/Kraft-Gesetz der Aufhängung ist dann mit dem Eintritt der Kolbenstange 14 in den Kolbenkörper 12 verbunden, d. h. mit dem Hub des Kolbens.
Man kann zum Beispiel den Austritt von Fluid erlauben, wenn das Ventil in Ausdehnung arbeitet, den Austritt oder die Zufuhr von Fluid in einer Zwischenstellung des Zylinders verhindern, und schließlich die Fluidzufuhr in einer Kompressionsstellung des Zylinders erlauben. Die Steifheit der pneumatischen Aufhängung wird in diesem Fall verringert, wenn der Zylinder in einer Ausdehnungsstellung ist, und erhöht, wenn der Zylinder in einer Kompressionsstellung ist. Die Erhöhung der Steifheit in der Kompressionsstellung ermöglicht es, die Beanspruchungskräfte des Zylinderkörpers 12 und des Aufhängungskörpers 14 zu begrenzen. Die pneumatische Aufhängung 90 ist dann widerstandsfähiger gegenüber den Betriebsbeanspruchungen, insbesondere am Kompressions-Hubende.
Im Fall einer Ausführungsform der pneumatischen Aufhängung 90 mit einer Feder 42 kann die pneumatische Aufhängung 90 außerdem ein Element 40 enthalten. Dieses Element 40 kann die Verbindung der Feder 42 mit der Kolbenstange 14 gewährleisten. Die gemeinsame Verwendung einer Feder 42 und eines Steuerelements 40 des pneumatischen Ventils 50 ermöglicht es, die Steifheitswirkungen dieser zwei Vorrichtungen zu ergänzen und gleichzeitig den Platzbedarf dieser Vorrichtungen in der pneumatischen Aufhängung 90 zu begrenzen.
Unter Bezug auf 2 und gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält die pneumatische Aufhängung 90 eine Verbindung des Steuerelements 40 oder der Feder 42 mit der Kolbenstange 14 über einen Dämpfungsanschlag 44. Der Eintritt der Kolbenstange 14 in den Zylinderkörper 12 zieht die Komprimierung des Anschlags 44 auf dem Steuerelement 40 oder auf der Feder 42 nach sich.
Dieser Dämpfungsanschlag 44 ermöglicht es, die Steifheit der pneumatischen Aufhängung 90 insbesondere dann zu ergänzen, wenn der Zylinder in einer Kompressionsstellung ist. Die Verwendung eines solchen Dämpfungsanschlags 44 ermöglicht es, die Beanspruchungskräfte des Zylinderkörpers 12 und des Aufhängungskörpers 20 zu begrenzen. Die Begrenzung der Beanspruchungskräfte zieht den Erhalt einer Materialersparnis insbesondere beim Aufhängungskörper 20 nach sich.
Die Verwendung des Dämpfungsanschlags 44 in Zusammenwirkung mit dem Steuerelement 40 des pneumatischen Ventils 50 und/oder der Feder 42 ermöglicht es, einen noch stärker reduzierten Platzbedarf aller dieser Vorrichtungen in der pneumatischen Aufhängung 90 zu erhalten. Die Verwendung verschiedener Versteifungsvorrichtungen ermöglicht zudem einen größeren Spielraum für die Anpassung der Steifheit an die Bedürfnisse des Benutzers.
Bei der Verwendung eines Steuerelements 40 mit dem Anschlag 44 ermöglicht die Komprimierung des Anschlags 44 beim Eintritt der Kolbenstange 14 in den Zylinderkörper 12 außerdem die Kontrolle der relativen Bewegung des Steuerelements 40 bezüglich des Aufhängungskörpers 20.
Unter Bezug auf 7 und gemäß einem Aspekt der Erfindung kann man vorsehen, dass das Bauteil des Steuerelements 40 eine Schulter 46 aufweist. Diese Schulter 46 ermöglicht die Gewährleistung einer gleichmäßigen Komprimierung des Dämpfungsanschlags 44 auf dem Steuerelement 40. Die Herstellung des Steuerelements 40 und der Kompressionsschulter 46 aus einem Stück ermöglicht eine Kostenersparnis bei der Anfertigung des Steuerelements 40 und der Schulter 46 sowie eine globale Ersparnis bei der Anfertigung der pneumatischen Aufhängung 90. Die Herstellung des Steuerelements 40 und der Kompressionsschulter 46 aus einem Stück ermöglicht auch die Erhöhung der Festigkeit dieser Einheit.
Unter Bezug auf 6 und gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält der Aufhängungskörper 20 mindestens zehn Rippen 32, die sich in der Achse des Zylinders erstrecken. Eine große Anzahl dieser Rippen 32 ermöglicht es nämlich, eine Verstärkung gegen die Kompression des Aufhängungskörpers 20 zu gewährleisten, insbesondere für den Betrieb der Aufhängung 90 in einer Kompressionsanschlagstellung. Vorzugsweise enthält der Aufhängungskörper 20 zweiundzwanzig Rippen 32, die es ermöglichen, einen guten Kompromiss zwischen der Verstärkung des Aufhängungskörpers 20 gegen die Kompression und dem Materialverbrauch für die Herstellung des Aufhängungskörpers 20 zu erhalten.
Wieder in 3 und gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das pneumatische Ventil 50 einen Steuerarm 60 enthalten, der bezüglich des Aufhängungskörpers 20 um eine Achse radial zur Achse des Zylinders drehbar montiert ist. In 3 ist diese Drehachse senkrecht. Die Drehung des Steuerarms 60 um diese Achse zieht das Schließen oder das Öffnen der Kanäle 51, 52 oder 53 nach sich. So erlaubt oder verhindert das Ventil 50 durch die Drehung des Steuerarms 60 die Zufuhr in oder die Abfuhr des Fluids aus der pneumatischen Kammer 82. Der Öffnungs- und Schließmodus der Kanäle 51, 52 oder 53 kann abwechselnd sein, d. h. die Zufuhr- oder Abfuhrkanäle 51, 52 oder 53 des Fluids werden selektiv geöffnet oder geschlossen.
Unter Bezug auf 7 und gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält das Steuerelement 40 eine Führungsrille 48, die sich in der Achse des Zylinders erstreckt. Diese Rille 48 ist dann dazu bestimmt, einen Flachstift 56 aufzunehmen, der in 3 dargestellt ist. Dieser Flachstift 56 ist fest mit dem Steuerarm 60 verbunden. So zieht der Durchlauf des Flachstifts 56 in der Führungsrille einen seitlichen Versatz des Flachstifts 56 in der Rille 48, d. h. in der Achse senkrecht zur Ebene der 3, nach sich. Dieser seitliche Versatz des Flachstifts 56 in der Rille gewährleistet letztendlich die Drehung des Steuerarms 60.
Der Flachstift 56 ist fest mit dem Steuerarm 60 verbunden, der selbst bezüglich des Aufhängungskörpers 20 drehbar montiert ist. So zieht die relative Bewegung des Steuerelements 40 bezüglich des Aufhängungskörpers 20 den Durchlauf des Flachstifts 56 in der Rille 48 und die Steuerung des Ventils 50 nach sich.
Unter Bezug auf 8 und gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Steuerarm 60 außerdem ein Einbaulager 62 für den Flachstift 56 aufweisen. Der Flachstift 56 wird dann in eine Scheibe aus selbstschmierendem Material eingesetzt, ehe er in das Lager 62 eingebaut wird. Die Scheibe aus selbstschmierendem Material ermöglicht es, die Reibungskräfte zwischen den verschiedenen Bauteilen zu begrenzen, die mit dem Flachstift 56 in Kontakt kommen. Das Einbaulager 62 hat eine Mindestdicke von 2,1 mm, vorzugsweise 3 mm. Diese Mindestdicke gewährleistet eine ausreichende mechanische Festigkeit des Einbaulagers 62 gegenüber mechanischen Beanspruchungen bei seitlichen Versätzen des Flachstifts 56 entlang der Rille 48.
Aus Gründen von Biege- und Verdrehungfestigkeiten des Steuerarms 60 beim Durchlauf des Flachstifts 56 in der Rille 48 kann der Steuerarm 60 außerdem gemäß einem Aspekt der Erfindung mindestens vier Verstärkungsrippen 64 aufweisen. Diese Rippen 64 erstrecken sich vom Einbaulager 62 zu einem Lager 66 der Drehachse des Steuerarms 60. Zwischen diesen zwei Lagern sind nämlich die Biege- und Verdrehungsbeanspruchungen am größten, wobei der Flachstift 56, dessen Verschiebung durch die Rille 48 und das Lager 66 der Drehachse begrenzt wird, drehbar auf den Aufhängungskörper 20 montiert ist. Die Mindestanzahl von vier Rillen ermöglicht die Gewährleistung einer ausreichenden Festigkeit des Steuerarms 60 bei gleichzeitiger Begrenzung des Materials des Steuerarms 60.
Unter Bezug auf die 2, 3 und gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Aufhängungskörper 20 außerdem eine Führung 36 aufweisen. Die Führung 36 umgibt das Steuerelement 40 und ermöglicht es, die relative Bewegung des Steuerelements 40 bezüglich des Rests des Aufhängungskörpers 20 zu führen. Die Führung 36 ist fest mit dem Aufhängungskörper 20 verbunden. Die Führung 36 befindet sich vorzugsweise am Ende des Aufhängungskörpers 20 gegenüber der Kolbenstange 14, was es ermöglicht, das Steuerelement 40 ab seinem Eintritt in den Aufhängungskörper 20 zu führen.
Gemäß einem Aspekt de Erfindung kann die Führung 36 auch an der Verstärkung der Festigkeit des Aufhängungskörpers 20 mitwirken. Unter Bezug auf 9 kann eine Mindestanzahl von vierzehn Verstärkungsrippen 38 gegen die Kompression beim Anschlag des Zylinders in Kompression auf dem Außenumfang der Führung 36 vorgesehen werden.
Diese Verstärkung der Kompressionsfestigkeit durch die Führung 36 ist besonders vorteilhaft für die Ausführungsformen des Steuerelements 40 mit einer Schulter 46, oder wenn die Kolbenstange 14 einen Anschlag 44 aufweist. Der Anschlag 44 und/oder die Schulter 46 interagieren dann direkt mit dem Aufhängungskörper 20 mittels der Führung 36, die also der Kompressionskraft widerstehen muss. Die Anzahl von vierundzwanzig Rippen 38 ist optimal für die Verstärkung des Aufhängungskörpers 20 gegen die Kompression mit einer begrenzten Verwendung von Material.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann man aus Gründen des Platzbedarfs und der Montage der pneumatischen Aufhängung 90 das Ventil 50 auf der Führung 36 anordnen.
10 ist ein Prinzipschema des Aufhängungskörpers 90 gemäß 2. 10 zeigt eine Zone lokaler Vergrößerung an, die durch 11 veranschaulicht ist.
Unter Bezug auf 10 und gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Ventil 50 einen Ventilkörper 70 aufweisen, der auf dem Aufhängungskörper 20 angeordnet ist. Dieser Ventilkörper 70 ist an dem Ende der Kanäle 51, 52 und 53 angeordnet, das auf der Seite der pneumatischen Kammer 82 mündet, wie in 11 veranschaulicht.
12 ist ein weiteres Prinzipschema des Aufhängungskörpers 90. 12 zeigt eine Zone lokaler Vergrößerung an, die in 13 veranschaulicht ist. 13 veranschaulicht eine Konfiguration des Ventilkörpers 70. Der Ventilkörper 70 hat die Funktion, eine pneumatische Schnittstelle zwischen den Kanälen 51, 52 und 53 und dem beweglichen Ventilteil 50 zu gewährleisten, die das Schließen oder das Öffnen des Ventils 50 ermöglicht.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Ventilkörper 70 einen Einsteckteil 72 komplementär zu einem Aufnahmeteil 76 des Aufhängungskörpers 20 aufweisen, um ihre pneumatische Verbindung zu gewährleisten. Ein Dichtring 74 ist zwischen dem Einsteckteil 72 und dem Aufnahmeteil 76 angeordnet. Dieser Dichtring 74 befindet sich zwischen dem Einsteckteil 72 und dem Aufnahmeteil 76 in radialer Kompression bezüglich einer axialen Verbindungsrichtung des Einsteckteils 72 und des Aufnahmeteils 76. 14 zeigt eine Perspektivansicht eines Ventils 50. Das Ventil 50 weist hier einen Steuerarm 60 als beweglicher Teil des Ventils 50 und einen Ventilkörper 70 auf.
Die Herstellung einer solchen pneumatischen Verbindung zwischen dem Ventilkörper 70 und dem Aufhängungskörper 20, insbesondere die radiale Beanspruchung der Dichtung 74, ermöglicht es, die Bildung einer Dichtkehle auf dem Aufhängungskörper 20 zu vermeiden. Eine solche Dichtkehle setzt nämlich eine Bearbeitung des Aufhängungskörpers 20 voraus. Die Verwendung eines Dichtrings 74 in radialer Kompression ermöglicht es, einen Aufhängungskörper 20 direkt nach dem Formen zu erhalten, wobei der Aufhängungskörper 20 außerdem seine lokalen mechanischen Eigenschaften beibehält.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung können die Kanäle 51, 52 oder 53 an ihren außerhalb des Aufhängungskörpers 20 mündenden Enden pneumatische Anschlüsse mit einem Zufuhr- oder Abfuhrsystem von pneumatischem Fluid außerhalb der Aufhängung 90 haben. Unter Bezug auf 15 können die Kanäle 51, 52 des Aufhängungskörpers 20 Schraubanschlüsse 33 vorsehen, indem ein Innengewinde im Aufhängungskörper in Höhe des nach außen mündenden Endes der Kanäle 51, 52, 53 vorgesehen wird. Die Herstellung einer solchen Schraubverbindung ermöglicht eine große Kompatibilität mit den üblichen Zufuhr- oder Abfuhrsystemen von pneumatischem Fluid.
Unter Bezug auf 16 und gemäß einem Aspekt der Erfindung können die Kanäle 51, 52 des Aufhängungskörpers 20 auch Anschlüsse durch elastische Verriegelung 35 haben. Diese Anschlüsse durch elastische Verriegelung 35 werden in einem Anschlussstück 34 aufgenommen, das auf dem Aufhängungskörper angeordnet ist. Die Anschlussstücke 34 können zum Beispiel Kerben aufweisen, die auf dem Innenumfang der Anschlussstücke 34 angeordnet sind. Diese Kerben ermöglichen die Aufnahme der Vorsprünge auf dem Außenumfang der Anschlüsse 35. Die Vorsprünge fügen sich dann in die Kerben der Anschlussstücke 34 durch elastische Verformung des Anschlusses 35 beim Einführen in ein Anschlussstück 34 ein. Der Anschluss 35 kann die Form einer Scheibe annehmen, die an ihrem Außenumfang mit biegsamen Klauen versehen ist, die sich in die Kerben der Anschlussstücke 34 einfügen. Die Anschlüsse 35 werden auch Kartusche genannt. Dieses Anschlusssystem durch elastische Verformung ermöglicht eine robuste Verbindungsschnittstelle der pneumatischen Aufhängung 90 mit einem Zufuhr- oder Abfuhrsystem von pneumatischem Fluid. Die pneumatischen Zufuhr- oder Abfuhrrohre werden nämlich einfach in die verschiedenen Anschlüsse 33 oder 34 eingeschoben, wenn die Anschlüsse in den Aufhängungskörper 20 eingebaut wurden.
In einer besonderen Ausführungsform der pneumatischen Aufhängung 90 weist die Aufhängung 90 einen Zylinder, der Hub von mehr als 95 mm, vorzugsweise 100 mm, hat, und einen Dämpfungsanschlag 44 auf, der einen Hub von mehr als 21 mm, vorzugsweise von 25 mm, hat, wobei der Dämpfungsanschlag 44 eine Länge von mehr als 36 mm, vorzugweise von 40 mm, hat, wenn der Zylinder am Ende des Ausdehnungshubs ist. Die Führungsrille 48 kann außerdem einen axialen Hub von mehr als 71 mm, vorzugsweise von 75 mm, haben.
Die Gesamtheit dieser in der Achse des Zylinders gemessenen Abmessungen ermöglicht es, eine pneumatische Aufhängung 90 zu erhalten, deren Länge an die Bedürfnisse des Benutzers angepasst werden kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann der Dämpfungsanschlag 44 auch vorgesehen sein, um eine Kompressionskraft von 2000 N auszuhalten, wenn der Zylinder am Kompressions-Hubende ist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Führungsrille 48 einen Krümmungsradius von mehr als 3 mm entlang des Durchlaufs der Führungsrampe 48 in der Richtung des Zylinders besitzen. Dieser Mindestkrümmungsradius ermöglicht den Erhalt eines guten Kompromisses zwischen der Breite der Führungsrille 48 und einem progressiven Hub des Flachstifts 36 in der Rille 48. Ein zu geringer Krümmungsradius der Führungsrille 48 kann nämlich zu einem weniger sanften Hub und somit zu einer starken Beanspruchung und einer vorzeitigen Abnutzung des Flachstifts 36, der Führungsrille und/oder des Steuerarms 50 führen.
Die oben beschriebene pneumatische Aufhängung 90 kann gemäß einem Anfertigungsverfahren angefertigt werden. Bei diesem Anfertigungsverfahren der pneumatischen Aufhängung 90 kann der Aufhängungskörper 20 durch Formen hergestellt werden. Es wird ein Einsteck-Formwerkzeug im Inneren der Öffnung 22 des Aufhängungskörpers 20 und ein Aufnahme-Formwerkzeug außerhalb des Aufhängungskörpers 20 angeordnet. Der Aufhängungskörper 20 wird so durch ein Formen und schnelles Entformen erhalten, was die Fertigungskosten der pneumatischen Aufhängung 90 begrenzt. Das Formen des Aufhängungskörpers 20 ist zum Beispiel aus Gründen der Kosten und des Gewichts ein Formen von Kunststoff.
Die radialen Kanten 26 können durch Entformen des Aufhängungskörpers 20 erhalten werden. Die sich radial erstreckenden Kanten 26 werden dann im Hinterschnitt des Einsteck-Formwerkzeugs erhalten.
Unter Bezug auf 17 kann die oben beschriebene pneumatische Aufhängung 90 für die Aufhängung einer Fahrerkabine 92 eines Lastkraftwagens 96 bezüglich eines Fahrgestells 94 eines Lastkraftwagens 96 verwendet werden. Der Lastkraftwagen kann außerdem mit einem System 98 zur Zufuhr oder Abfuhr eines pneumatischen Fluids versehen sein, das mit der pneumatischen Aufhängung 90 durch Anschlüsse verbunden ist.
Die pneumatische Aufhängung 90 kann auch für eine Aufhängung eines Fahrwerks für Fahrzeuge, zum Beispiel eines Lastkraftwagens 96, verwendet werden, wie in 17 veranschaulicht ist. Die für die Fahrwerksaufhängung verwendete pneumatische Aufhängung 90 kann dann mit dem gleichen Zufuhr- oder Abfuhrsystem von pneumatischem Fluid verbunden werden, über die der Lastkraftwagen für die Aufhängung seiner Fahrerkabine 92 verfügt.
Die Leistungen der mechanischen Festigkeit und der Dichtheit der mechanischen Aufhängung 90 ermöglichen einen Betrieb der pneumatischen Aufhängung 90 mit einem in der pneumatischen Kammer 82 enthaltenen pneumatischen Fluid, dessen Nutzdruck höher als 12,5 Bar sein kann. Der Betrieb der pneumatischen Aufhängung 90 ist außerdem noch bei Benutzungsdrücken in der Größenordnung von 13 Bar möglich.
Diese Möglichkeit des Betriebs der pneumatischen Aufhängung 90 bei hohen pneumatischen Drücken ermöglich eine gefahrlose Nutzung auf dem Gebiet von Aufhängungen von Lastkraftwagen oder beliebigen anderen Transportfahrzeugen mit starken mechanischen Beanspruchungen.
Natürlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten Beispiele und Ausführungsform beschränkt, sondern ist für viele dem Fachmann zugängliche Varianten geeignet.
Es ist anzumerken, dass die verschiedenen beschriebenen Aspekte der pneumatischen Aufhängung 90 voneinander unabhängig sind und doch die mit ihnen verbundenen Vorteile beibehalten.
So bezieht die Erfindung sich auch auf eine pneumatische Aufhängung, die einen Zylinderkörper, einen mit einer Kolbenstange versehenen Kolben, wobei der Kolben und der Zylinderkörper einen Zylinder bilden; einen von dem Zylinderkörper durchquerten Aufhängungskörper enthält; bei der der Aufhängungskörper mindestens 10 Verstärkungsrippen gegen die Kompression aufweist, die sich in der Achse des Zylinders erstrecken.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine pneumatische Aufhängung, die einen Zylinderkörper; einen mit einer Kolbenstange versehenen Kolben, wobei der Kolben und der Zylinderkörper einen Zylinder bilden; einen von dem Zylinderkörper durchquerten Aufhängungskörper; eine Dichtung zwischen dem Aufhängungskörper und dem Zylinderkörper enthält, wobei der Zylinderkörper und die Dichtung das Versperren und die Dichtheit einer Öffnung des Aufhängungskörpers gewährleisten; wobei die Dichtung in der Öffnung des Aufhängungskörpers zwischen einer Schulter des Aufhängungskörpers und einem elastischen Ring untergebracht ist, der gegen radiale Kanten des Aufhängungskörpers angeordnet ist; bei der der Aufhängungskörper durch Formen zwischen einem Einsteck-Formwerkzeug, das im Inneren der Öffnung des Aufhängungskörpers angeordnet ist, und einem Aufnahme-Formwerkzeug hergestellt wird, das außerhalb des Aufhängungskörpers angeordnet ist, wobei die radialen Kanten im Hinterschnitt des Einsteck-Formwerkzeugs hergestellt werden.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine pneumatische Aufhängung, die einen Zylinderkörper, einen mit einer Kolbenstange versehenen Kolben, wobei der Kolben und der Zylinderkörper einen Zylinder bilden; einen von dem Zylinderkörper durchquerten Aufhängungskörper; eine Dichtung zwischen dem Aufhängungskörper und dem Zylinderkörper, wobei der Zylinderkörper und die Dichtung das Versperren und die Dichtheit einer Öffnung des Aufhängungskörpers gewährleisten; eine pneumatische Faltenbalgdichtung zwischen dem Aufhängungskörper und der Kolbenstange, die eine pneumatische Kammer zwischen der Kolbenstange und dem Zylinderkörper begrenzt und ein Fluid enthält; und Kanäle enthält, die die Übertragung des Fluids zwischen ihren auf der Seite der pneumatischen Kammer mündenden Enden und ihren außerhalb des Aufhängungskörpers mündenden Enden gewährleisten; bei der der Aufhängungskörper drei Kanäle enthält, einen ersten Kanal, der die Fluidzufuhr zur pneumatische Kammer gewährleistet, einen zweiten Kanal, der eine optionale Fluidverbindung der pneumatischen Kammer mit einem anderen pneumatischen System gewährleistet, einen dritten Kanal, der die Abfuhr des Fluids aus der pneumatischen Kammer gewährleistet.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine pneumatische Aufhängung, die einen Zylinderkörper, einen mit einer Kolbenstange versehenen Kolben, wobei der Kolben und der Zylinderkörper einen Zylinder bilden; einen von dem Zylinderkörper durchquerten Aufhängungskörper; eine Dichtung zwischen dem Aufhängungskörper und dem Zylinderkörper, wobei der Zylinderkörper und die Dichtung das Versperren und die Dichtheit einer Öffnung des Aufhängungskörpers gewährleisten; eine pneumatischen Faltenbalgdichtung zwischen dem Aufhängungskörper und der Kolbenstange, die eine pneumatische Kammer zwischen der Kolbenstange und dem Zylinderkörper begrenzt und ein Fluid enthält; und Kanäle enthält, die die Übertragung des Fluids zwischen ihren auf der Seite der pneumatischen Kammer mündenden Enden und ihren außerhalb des Aufhängungskörpers mündenden Enden gewährleisten; bei der die Kanäle an ihren außerhalb des Aufhängungskörpers mündenden Enden pneumatische Anschlüsse durch Schraubverbindung oder durch elastische Verriegelung haben.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine pneumatische Aufhängung, die einen Zylinderkörper, einen mit einer Kolbenstange versehenen Kolben, wobei der Kolben und der Zylinderkörper einen Zylinder bilden; einen von dem Zylinderkörper durchquerten Aufhängungskörper; eine Dichtung zwischen dem Aufhängungskörper und dem Zylinderkörper, wobei der Zylinderkörper und die Dichtung das Versperren und die Dichtheit einer Öffnung des Aufhängungskörpers gewährleisten; eine pneumatischen Faltenbalgdichtung zwischen dem Aufhängungskörper und der Kolbenstange, die eine pneumatische Kammer zwischen der Kolbenstange und dem Zylinderkörper begrenzt und ein Fluid enthält; ein pneumatisches Ventil, das auf dem Aufhängungskörper angeordnet ist, um die Zufuhr in die oder die Abfuhr von Fluid aus der Kammer über Kanäle des Aufhängungskörpers zu erlauben oder zu verhindern, wobei die Kanäle die Übertragung des Fluids zwischen ihren auf der Seite der pneumatischen Kammer mündenden Enden und ihren außerhalb des Aufhängungskörpers mündenden Enden gewährleisten; bei der das pneumatische Ventil einen Ventilkörper enthält, der auf dem Aufhängungskörper in Höhe der Enden der auf der Seite der pneumatischen Kammer mündenden Kanäle angeordnet ist; einen Dichtring in radialer Kompression zwischen einem Einsteckteil des Ventilkörpers und einem Aufnahmeteil des Aufhängungskörpers enthält, der die pneumatische Verbindung zwischen den Kanälen und dem Ventilkörper gewährleistet.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine pneumatische Aufhängung, die einen Zylinderkörper, einen mit einer Kolbenstange versehenen Kolben, wobei der Kolben und der Zylinderkörper einen Zylinder bilden; einen von dem Zylinderkörper durchquerten Aufhängungskörper; eine Dichtung zwischen dem Aufhängungskörper und dem Zylinderkörper, wobei der Zylinderkörper und die Dichtung das Versperren und die Dichtheit einer Öffnung des Aufhängungskörpers gewährleisten; eine pneumatische Faltenbalgdichtung zwischen dem Aufhängungskörper und der Kolbenstange, die eine pneumatische Kammer zwischen der Kolbenstange und dem Zylinderkörper begrenzt und ein Fluid enthält; ein pneumatisches Ventil, das auf dem Aufhängungskörper angeordnet ist, um die Zufuhr zur oder die Abfuhr von Fluid aus der Kammer über Kanäle des Aufhängungskörpers zu erlauben oder zu verhindern, wobei die Kanäle die Verbindung des Fluids zwischen ihren auf der Seite der pneumatischen Kammer mündenden Enden und ihren außerhalb des Aufhängungskörpers mündenden Enden gewährleisten; und ein Element enthalten, das mit der Kolbenstange in Verbindung steht, damit der Eintritt der Kolbenstange in den Zylinderkörper eine relative Bewegung des Elements bezüglich des Aufhängungskörpers bewirkt; wobei das Element ein Steuerelement des pneumatischen Ventils durch die relative Bewegung des Steuerelements bezüglich des Körpers ist.
Die so konzipierte pneumatische Aufhängung kann außerdem andere Ausführungsformen vorsehen, die voneinander unabhängig sind.
Die so konzipierte pneumatische Aufhängung kann einen Aufhängungskörper umfassen, der eine Führung enthält, die das Steuerelement umgibt und auf der das pneumatische Ventil angeordnet ist, wobei die Führung mit dem Rest des Aufhängungskörpers fest verbunden ist und mindestens 14 Verstärkungsrippen gegen die Kompression in der Achse des Zylinders auf dem Außenumfang der Führung aufweist.
Oder die so konzipierte pneumatische Aufhängung kann auch das Steuerelement enthalten, das mit der Kolbenstange über einen auf der Kolbenstange befestigten Dämpfungsanschlag verbunden ist, wobei der Eintritt der Kolbenstange in den Zylinderkörper die Komprimierung des Anschlags zwischen der Kolbenstange und dem Steuerelement sowie die relative Bewegung des Steuerelements bezüglich des Körpers nach sich zieht. Man kann noch hinzufügen, dass das Steuerelement eine Kompressionsschulter des Anschlags aufweist, wobei das Steuerelement und die Schulter aus einem Stück bestehen.
Oder auch die so konzipierte pneumatische Aufhängung kann enthalten, dass das pneumatische Ventil einen Steuerarm enthält, der um eine Achse radial zur Achse des Zylinders drehbar montiert ist, wobei die Drehung des Steuerarms abwechselnd die Kanäle öffnet und schließt; das Steuerelement weist eine Führungsrille auf, die sich in der Achse des Zylinders erstreckt und einen Flachstift aufnimmt, der fest mit dem Steuerarm des pneumatischen Ventils verbunden ist; wobei die relative Bewegung des Steuerelements bezüglich des Aufhängungskörpers den Durchlauf des Flachstifts in der Führungsrille bewirkt, und der Durchlauf des Flachstifts in der Führungsrille die Drehung des Steuerarms bewirkt. Man kann noch hinzufügen, dass das den Steuerarm bildende Bauteil ein Einbaulager des Flachstifts aufweist, wobei das Lager eine Mindestdicke von 2,1 mm, vorzugsweise 3 mm, um den Flachstift herum aufweist, wobei der Steuerarm außerdem mindestens 4 Rippen zwischen dem Einbaulager und einem Achslager der Drehung des Steuerarms aufweist, wobei die Rippen Verstärkungsrippen gegen Verdrehung und/oder Biegung des Steuerarms sind.
Die Erfindung bezieht sich auch auf die Kombination der Merkmale aller oben beschriebenen Ausführungsformen. Gemäß den in den Ausführungsformen vorhandenen Merkmalen kann vorgesehen werden, dass der Zylinder einen Hub von mehr als 95 mm, vorzugsweise von 100 mm, hat, dass der Dämpfungsanschlag einen Hub von mehr als 21 mm, vorzugsweise von 25 mm, hat; dass der Dämpfungsanschlag eine Länge von mehr als 36 mm, vorzugsweise von 40 mm, hat, wenn der Zylinder am Ende des Ausdehnungshubs ist; die Führungsrille kann einen axialen Hub von mehr als 71 mm, vorzugsweise von 75 mm, mit einem Krümmungsradius von mehr als 3 mm entlang des Durchlaufs der Führungsrampe 48 in der Richtung des Zylinders haben.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Verwendung einer pneumatischen Aufhängung, die die Kombination der Merkmale aller oben beschriebenen Ausführungsformen aufweist, für die Aufhängung einer Fahrerkabine 92 eines Lastkraftwagens 96 bezüglich eines Fahrgestells 94 eines Lastkraftwagens 96 oder die Aufhängung eines Fahrwerks für Fahrzeuge.

Claims

Pneumatische Aufhängung, die enthält: einen Zylinderkörper (12); einen mit einer Kolbenstange (14) versehenen Kolben, wobei der Kolben und der Zylinderkörper (12) einen Zylinder bilden; einen Aufhängungskörper (20), der vom Zylinderkörper (12) durchquert wird; eine Dichtung (30) zwischen dem Aufhängungskörper (20) und dem Zylinderkörper (12), wobei der Zylinderkörper (12) und die Dichtung (30) das Versperren und das Abdichten einer Öffnung (22) des Aufhängungskörpers (20) gewährleisten; wobei die Dichtung (30) in der Öffnung (22) des Aufhängungskörpers (20) zwischen einer Schulter (28) des Aufhängungskörpers (20) und einem elastischen Ring (24) untergebracht ist, der gegen radiale Kanten (26) des Aufhängungskörpers (20) angeordnet ist.
Pneumatische Aufhängung nach Anspruch 1, bei der die pneumatische Aufhängung (90) außerdem enthält: eine auf den elastischen Ring (24) drückende und mit der Kolbenstange (14) in Verbindung stehende Feder (42), damit der Eintritt der Kolbenstange (14) in den Zylinderkörper (12) die Feder (42) komprimiert.
Pneumatische Aufhängung nach Anspruch 2, bei der die pneumatische Aufhängung (90) außerdem enthält: eine pneumatische Faltenbalgdichtung (80) zwischen dem Aufhängungskörper (20) und der Kolbenstange (14), die eine pneumatische Kammer (82) zwischen der Kolbenstange (14) und dem Zylinderkörper (12) begrenzt und ein Fluid enthält; ein pneumatisches Ventil (50), das auf dem Aufhängungskörper (20) angeordnet ist, um die Zufuhr zu oder die Abfuhr von Fluid aus der Kammer (82) über Kanäle (51, 52, 53) des Aufhängungskörpers (20) zu erlauben oder zu verhindern, wobei die Kanäle (51, 52 , 53) die Übertragung des Fluids zwischen ihren auf der Seite der pneumatischen Kammer (82) mündenden Enden und ihren außerhalb des Aufhängungskörpers (20) mündenden Enden gewährleisten; wobei die Feder (42) mit der Kolbenstange (14) über ein Element (40) in Verbindung steht, wobei das Element (40) mit der Kolbenstange (14) in Verbindung steht, damit der Eintritt der Kolbenstange (14) in den Zylinderkörper (12) eine relative Bewegung des Elements (40) bezüglich des Aufhängungskörpers (20) nach sich zieht; wobei das Element (40) ein Steuerelement des pneumatischen Ventils (50) durch die relative Bewegung des Steuerelements (40) bezüglich des Körpers (20) ist.
Pneumatische Aufhängung nach Anspruch 3, bei der das Steuerelement (40) mit der Kolbenstange (14) über einen Dämpfungsanschlag (44) in Verbindung steht, der auf der Kolbenstange (14) befestigt ist, wobei der Eintritt der Kolbenstange (14) in den Zylinderkörper (12) das Komprimieren des Anschlags (44) zwischen der Kolbenstange (14) und dem Steuerelement (40) sowie die relative Bewegung des Steuerelements (40) bezüglich des Körpers (20) nach sich zieht.
Pneumatische Aufhängung nach Anspruch 3, bei der das Steuerelement (40) eine Schulter (46) zum Komprimieren des Anschlags (44) aufweist, wobei das Steuerelement (40) und die Schulter (46) aus einem Stück bestehen.
Pneumatische Aufhängung nach Anspruch 3 bis 5, bei der der Aufhängungskörper (20) mindestens 10 Verstärkungsrippen (32) gegen die Kompression aufweist, die sich in der Achse des Zylinders erstrecken.
Pneumatische Aufhängung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei der das pneumatische Ventil (50) einen Steuerarm (60) enthält, der um eine zur Achse des Zylinders radiale Achse drehbar montiert ist, wobei die Drehung des Steuerarms (60) die Kanäle (51, 52, 53) abwechselnd öffnet und schließt; das Steuerelement (40) eine Führungsrille (48) aufweist, die sich in der Achse des Zylinders erstreckt und einen fest mit dem Steuerarm (60) des pneumatischen Ventils (50) verbundenen Flachstift (56) aufnimmt; wobei die relative Bewegung des Steuerelements (40) bezüglich des Aufhängungskörpers (20) den Durchlauf des Flachstifts (56) in der Führungsrille (48) nach sich zieht, und der Durchlauf des Flachstifts (56) in der Führungsrille (48) die Drehung des Steuerarms (60) nach sich zieht.
Pneumatische Aufhängung nach Anspruch 7, bei der der Aufhängungskörper (20) drei Kanäle (51, 52, 53) enthält, einen ersten Kanal (51), der die Fluidzufuhr in die pneumatische Kammer (82) gewährleistet, einen zweiten Kanal (52), der eine optionale Fluidverbindung der pneumatischen Kammer (82) mit einem anderen pneumatischen System gewährleistet, einen dritten Kanal (53), der die Abfuhr des Fluids aus der pneumatischen Kammer (82) gewährleistet.
Pneumatische Aufhängung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei der das den Steuerarm (60) bildende Bauteil ein Lager (62) zum Einbau des Flachstifts (56) aufweist, wobei das Lager (62) eine Mindestdicke von 2,1 mm, vorzugsweise 3 mm, um den Flachstift (56) herum aufweist, wobei der Steuerarm (60) außerdem mindestens 4 Rippen (64) zwischen dem Einbaulager (62) und einem Achslager (66) der Drehung des Steuerarms (60) aufweist, wobei die Rippen (64) Verstärkungsrippen gegen die Verdrehung und/oder Biegung des Steuerarms (60) sind.
Pneumatische Aufhängung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, bei der der Aufhängungskörper (20) eine Führung (36) enthält, die das Steuerelement (40) umgibt und auf der das pneumatische Ventil (50) angeordnet ist, wobei die Führung (36) fest mit dem Rest des Aufhängungskörpers (20) verbunden ist und mindestens 14 Verstärkungsrippen (38) gegen die Kompression in der Achse des Zylinders auf dem Außenumfang der Führung (36) aufweist.
Pneumatische Aufhängung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, bei der das pneumatische Ventil (50) einen Ventilkörper (70) enthält, der auf dem Aufhängungskörper (20) in Höhe der auf der Seite der pneumatischen Kammer (82) mündenden Enden der Kanäle (51, 52, 53) angeordnet ist, wobei ein radialer Kompressions-Dichtring (74) zwischen einem Einsteckteil (72) des Ventilskörpers (70) und einem Aufnahmeteil (76) des Aufhängungskörpers (20) die pneumatische Verbindung zwischen den Kanälen (51, 52, 53) und dem Ventilkörper (70) gewährleistet.
Pneumatische Aufhängung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, bei der die Kanäle (51, 52, 53) an ihren außerhalb des Aufhängungskörpers (20) mündenden Enden pneumatische Anschlüsse (33, 35) mittels Schraubverbindung oder elastischer Verriegelung haben.
Pneumatische Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei ein Zylinder einen Hub von mehr als 95 mm, vorzugsweise von 100 mm, hat, ein Dämpfungsanschlag (44) einen Hub von mehr als 21 mm, vorzugsweise von 25 mm, hat; wobei der Dämpfungsanschlag (44) eine Länge von mehr als 36 mm, vorzugweise von 40 mm, hat, wenn der Zylinder am Ende des Ausdehnungshubs ist, wobei der Zylinder einen Hub von 100 mm hat; wobei die Führungsrille (48) einen axialen Hub von mehr als 71 mm, vorzugsweise von 75 mm, besitzt, mit einem Krümmungsradius von mehr als 3 mm entlang des Durchlaufs der Führungsrampe (48) in Richtung des Zylinders.
Verfahren zur Herstellung einer pneumatischen Aufhängung (90) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der der Aufhängungskörper (20) durch Formen zwischen einem Einsteck-Formwerkzeug, das im Inneren der Öffnung (22) des Aufhängungskörpers (20) angeordnet ist, und einem Aufnahme-Formwerkzeug hergestellt wird, das außerhalb des Aufhängungskörpers (20) angeordnet ist, wobei die radialen Kanten (26) im Hinterschnitt des Einsteck-Formwerkzeugs hergestellt werden.
Verwendung einer pneumatischen Aufhängung (90) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 für die Aufhängung einer Fahrerkabine (92) eines Lastkraftwagens (96) bezüglich eines Fahrgestells (94) eines Lastkraftwagens (96).