DE102011056887A1 - Air spring apparatus used in motor car suspension device, has blades that are arranged on walls of rolling piston, and are angularly adjusted with respect to axis of rolling piston by adjusting element - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Luftfedervorrichtung mit einem unter innerem Überdruck stehenden Luftfederbalg, der unter Bildung einer Rollfalte auf den Wandungen am Außenumfang eines Abrollkolbens abrollbar ist, wobei über die Wandungen des Abrollkolbens dessen Außenkontur veränderbar ist. The invention relates to an air spring device with a standing under an internal overpressure air spring bellows which is rollable to form a rolled fold on the walls on the outer circumference of a rolling piston, wherein on the walls of the rolling piston whose outer contour is variable.
Kraftfahrzeug-Federungsvorrichtungen unter Verwendung von Luftfedern sind in einer Vielzahl von Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden bevorzugt als besonders komfortable Federungsvorrichtungen eingesetzt. Von besonderem Vorteil ist insbesondere bei der Verwendung bei Pkws, dass eine solche Luftfederung es ermöglicht, durch den Fahrer individuell wählbare Fahreigenschaften durch Veränderung der Federrate bzw. des Federungsverhaltens des Fahrzeugs zu wählen, um z.B. eine Anpassung auf die Straßenverhältnisse oder auf das Fahrverhalten vorzunehmen. So kann z.B. ein Federungsverhalten „weich“ mit wenig Progression bis zu einem Federungsverhalten „hart“ mit sehr starker Progression der Federungseinstellung vorgewählt werden. Automotive suspension devices using air springs are known in a variety of prior art designs. They are preferably used as a particularly comfortable suspension devices. Particularly advantageous, especially in the case of use in passenger cars, is that such air suspension makes it possible to choose driver's individually selectable driving characteristics by changing the spring rate or the suspension behavior of the vehicle, e.g. to adapt to the road conditions or to the driving behavior. Thus, e.g. a suspension behavior "soft" with little progression up to a suspension behavior "hard" with very strong progression of the suspension setting can be preselected.
Ein solches System von Luftfedervorrichtungen besteht dabei aus Luftfederbeinen pro Rad bzw. mindestens pro Achse, wobei das System aus der Luftfedervorrichtung selbst und entsprechenden Dämpfereinheiten aufgebaut ist. Such a system of air suspension devices consists of pneumatic struts per wheel or at least per axle, the system is composed of the air spring device itself and corresponding damper units.
Die Luftfedervorrichtung besteht dabei üblicherweise aus einer von einem Luftfederbalg aus z.B. elastomerem Material mindestens teilweise umschlossenen Arbeitskammer. Der Luftfederbalg ist unter Bildung einer Rollfalte an seinem einen Ende mit einem Luftfederkolben und an seinem anderen Ende fahrzeugseitig angelenkt. Im Betrieb steht die Luftfedervorrichtung unter einem inneren Überdruck. Unter Last rollt der Luftfederbalg unter Bildung der vorerwähnten Rollfalte auf der Außenkontur eines Abrollkolbens ab. Der Abrollkolben besteht dabei in aller Regel aus Metall oder Kunststoff und ist als rotationssymmetrischer Hohlkörper ausgeführt. The air spring device usually consists of one of an air spring bellows of e.g. elastomeric material at least partially enclosed working chamber. The air bag is articulated to form a rolled fold at one end with an air spring piston and at the other end of the vehicle side. In operation, the air spring device is under an internal overpressure. Under load, the air bag rolls off to form the aforementioned roll fold on the outer contour of a rolling piston. The rolling piston is usually made of metal or plastic and is designed as a rotationally symmetrical hollow body.
Neben der Höhe des Innendrucks im Luftfederbalg werden die Federungseigenschaften, d.h. die Federsteifigkeit der Luftfedervorrichtung durch den wirksamen Durchmesser des Luftfederbalges und die Abrollkontur (Außenkontur) des Abrollkolbens bestimmt. In addition to the level of internal pressure in the air bag, the suspension characteristics, i. the spring stiffness of the air spring device determined by the effective diameter of the air spring bellows and the rolling contour (outer contour) of the rolling piston.
Die Einwirkung auf den Innendruck zur Veränderung der Federungseigenschaften erfordert einen relativ hohen technischen Aufwand. The effect on the internal pressure to change the suspension properties requires a relatively high technical effort.
Aus dem Stand der Technik sind deshalb Vorschläge bekannt, bei denen die Einstellung der Federungseigenschaften durch Änderung der Außenkontur des Abrollkolbens erfolgen soll. Bekannt ist z.B. aus dem Stand der Technik ein Vorschlag, bei dem der Außenumfang des Luftfederkolbens als weiterer Kolbenbalg mit veränderbarem Volumen ausgeführt ist – siehe
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Luftfedervorrichtung mit einem in seiner Außenkontur veränderbaren Abrollkolben für den Luftfederbalg zu schaffen, die einerseits einfach herzustellen, einfach hinsichtlich des technischen Aufwands ist und andererseits vor allem einen großen Verstellbereich bei möglichst kurzen Reaktionszeiten ermöglichen sollte. The invention had the object of providing an air spring device with a variable in its outer contour rolling piston for the air bag which on the one hand easy to manufacture, easy in terms of technical complexity and on the other hand should allow a large adjustment range with the shortest possible response times.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einer eingangs erwähnten Luftfedervorrichtung nach der Erfindung dadurch, dass die Wandungen des Abrollkolbens aus einer Mehrzahl von Lamellen gebildet sind, die mittels eines in Axialrichtung des Abrollkolbens verschiebbaren Verstellelements in Bezug auf die Abrollkolbenachse winkelverstellbar angeordnet sind. This object is achieved in an air spring device according to the invention mentioned above in that the walls of the rolling piston are formed of a plurality of fins, which are arranged adjustable in angle by means of a displaceable in the axial direction of the rolling piston adjusting element with respect to the rolling piston axis.
In einer alternativen Ausführung sind Wandungen des Abrollkolbens aus elastisch verformbarem Material mittels eines Verstellelements in Bezug auf die Abrollkolbenachse mechanisch aufspreizbar bzw. in Ausgangsposition rückstellbar ausgebildet. In an alternative embodiment, walls of the rolling piston made of elastically deformable material are mechanically expandable by means of an adjusting element with respect to the rolling-off piston axis, or can be reset in the initial position.
Die Verstellbarkeit der Lamellen kann vorzugsweise über ein in die Lamelle integriertes Gelenk erfolgen. In einfachster Weise kann dieses Gelenk als sogenanntes Filmscharnier ausgeführt sein, d.h. das Gelenk wird in das Lamellenmaterial durch eine Materialeinschnürung einstückig angeformt. The adjustability of the slats can preferably take place via a joint integrated in the slat. In the simplest way, this joint can be designed as a so-called film hinge, i. the joint is integrally formed in the lamellar material by a material constriction.
Alternativ können die Lamellen auch elastisch winkelverstellbar sein, vorzugsweise bei ihrer Herstellung aus Kunststoff oder aus sonstigen federelastischen Materialien. Alternatively, the lamellae can also be elastically angularly adjustable, preferably in their production of plastic or other resilient materials.
Denkbar ist auch, die Lamellen schwenkbar auf einem innerhalb des Abrollkolbens feststehend angeordneten Schwenkgelenk zu lagern. Besonders vorteilhaft ist eine solche Lösung dann, wenn die Lagerung der Lamelle in etwa mittig erfolgt, wobei der Schwenkpunkt vorzugsweise so angeordnet sein sollte, dass er in einer Höhe mit dem Ablösepunkt der Rollfalte in Fahrlage liegt. Bei einer solchen Anordnung ändert sich bei der Verstellung des Konturwinkels der wirksame Durchmesser des Luftfederbalgs nicht. Damit bleibt die Federkraft gleich und die Verstellung hat – im Unterschied zu Systemen, bei denen der Abrollkolben auf ganzer Länge Durchmesser-vergrößert wird – keine Auswirkungen auf das Niveau des Fahrzeuges. It is also conceivable, the slats pivotally mounted on a fixed within the rolling piston pivot joint arranged. Such a solution is particularly advantageous if the mounting of the lamella takes place approximately in the middle, wherein the pivot point should preferably be arranged such that it lies at a height with the separation point of the rolling fold in the driving position. In such an arrangement, the effective diameter of the air spring bellows does not change during the adjustment of the contour angle. Thus, the spring force remains the same and the adjustment has - in contrast to systems in which the rolling piston on the entire length diameter-increased - no effect on the level of the vehicle.
Die Verstellung der Lamellen erfolgt nach der Erfindung vorzugsweise dadurch, dass über mindestens ein in Axialrichtung des Abrollkolbens verschiebbar angeordnetes Verstellelement, das mit dem freien Ende der Abrollkolbenwandung bzw. mit den freien Enden der Lamellen zusammenwirkt, die Winkelverstellung erfolgt. The adjustment of the slats is carried out according to the invention preferably characterized in that via at least one displaceably arranged in the axial direction of the rolling piston adjustment, which with the free end of the rolling piston wall or cooperates with the free ends of the slats, the angle adjustment takes place.
Die Verstellung der Verstellelemente kann dabei elektrisch über Elektromotore, pneumatisch oder auch hydraulisch erfolgen. The adjustment of the adjusting elements can be done electrically via electric motors, pneumatically or hydraulically.
Als Verstellelemente können jedem einzelnen freien Ende der Lamellen ein mit diesen freien Enden zusammenwirkende, axial verschiebbare Auflaufkeile zugeordnet werden, mit dem die Lamellen gegenüber der Achse des Abrollkolbens winkelverstellbar, d.h. aufgespreizt bzw. umgekehrt radial aufeinander zu bewegbar sind. Anstelle von einzelnen Auflaufkeilen, die mit jedem Lamellenende zusammenwirken, kann auch als Verstellelement ein axial verschiebbarer, mit allen Lamellenenden zusammenwirkender Verstellkolben angeordnet sein. As adjusting each individual free end of the lamellae can be associated with these free ends cooperating, axially displaceable casserole with which the lamellae with respect to the axis of the rolling piston angle-adjustable, i. spread apart or vice versa radially to each other to be moved. Instead of individual casserole wedges, which cooperate with each fin end, can also be arranged as adjusting an axially displaceable, cooperating with all fin ends adjusting piston.
Eine weitere Lösung für die Winkelverstellung wird darin gesehen, dass als Verstellelemente mit jedem freien Ende der Lamellen zusammenwirkende, verdrehbare Kurvenscheiben mit einer oder mehreren Steuerkurven angeordnet sind, mit denen ebenfalls eine Spreizung bzw. ein Aufeinander-zu-Bewegen der Lamellenenden über ihre Elastizität bzw. über das in die Lamellen integrierte oder an ihnen angreifende Gelenk erreichbar ist. Another solution for the angle adjustment is seen in that are arranged as adjusting with each free end of the slats cooperating, rotatable cams with one or more cams with which also a spread or a succession-to-move the slats ends on their elasticity or can be reached via the integrated into the slats or attacking them joint.
Für den Fachmann wird aus der vorstehenden Beschreibung deutlich, dass mit dem Aufbau einer Luftfedervorrichtung nach der Erfindung ein System mit sehr einfachen Systemkomponenten angeboten wird, das aufgrund seines einfachen Aufbaus Funktionssicherheit, schnelle Ansprechbarkeit und vor allem gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Systemen Vorteile im Hinblick auf die Kosten bietet. For the expert, it is clear from the above description that the construction of an air spring device according to the invention, a system with very simple system components is offered, which due to its simple structure reliability, rapid response and especially over known from the prior art systems advantages in In terms of cost.
In den Figuren der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt. Anhand dieser Beispiele sollen im Folgenden die Merkmale der Erfindung detaillierter beschrieben werden. In the figures of the drawing embodiments are shown according to the invention. Using these examples, the features of the invention will be described in more detail below.
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- 2011-12-22 DE DE102011056887A patent/DE102011056887A1/en not_active Withdrawn
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