DE102012001670A1

DE102012001670A1 - Motor vehicle air spring for suspension of two mutually movable chassis components, has fastening unit for fixing to chassis component and another fastening unit for fixing at another chassis component

Info

Publication number: DE102012001670A1
Application number: DE201210001670
Authority: DE
Inventors: Matthias Römer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Roemer Matthias Dipl-Ing De
Priority date: 2012-01-28
Filing date: 2012-01-28
Publication date: 2013-08-01

Abstract

The motor vehicle air spring (2) has a fastening unit (26) for fixing to a chassis component and another fastening unit (28) for fixing at another chassis component. Two pressure chambers (4,6) are provided with two effective areas (A1,A2). The former effective area acts against the latter effective area. The pressure chambers have inner piston heads (14,20) which are spaced from one another and outer air spring covers (12,18) that are spaced from one another in a constant manner. The pressure chambers are pneumatically coupled with each other.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugluftfeder zur Federung zweier gegeneinander beweglicher Fahrwerkskomponenten. Die Kraftfahrzeugluftfeder weist eine erste Befestigung zur Festlegung an der ersten Fahrwerkskomponente und eine zweite Befestigung zur Festlegung an der zweiten Fahrwerkskomponente auf. Des Weiteren sind zwei Druckkammern vorgesehen.The invention relates to a motor vehicle air spring for suspension of two mutually movable suspension components. The vehicle air spring has a first attachment for attachment to the first suspension component and a second attachment for attachment to the second suspension component. Furthermore, two pressure chambers are provided.

Kraftfahrzeugluftfedern der eingangs genannten Art haben gegenüber anderen Federungstypen bestimmte Vorteile, wie zum Beispiel die Möglichkeit zur Anpassung des Fahrzeugniveaus. Dies ist insbesondere relevant zur Ermöglichung einer hohen Zuladungskapazität, um ein möglichst ausgeglichenes Fahrzeugniveau bei leeren wie bei voll beladenen Fahrzeugen zu erreichen. Des Weiteren kann mittels Kraftfahrzeugluftfedern eine Anpassung der Federrate an wechselnde Straßenbedingungen und/oder Radlasten ermöglicht werden, beispielsweise zu.Automotive air springs of the type mentioned have certain advantages over other suspension types, such as the ability to adjust the vehicle level. This is particularly relevant for enabling a high payload capacity to achieve the most balanced vehicle level for empty as well as fully loaded vehicles. Furthermore, by means of motor vehicle air springs, it is possible to adapt the spring rate to changing road conditions and / or wheel loads, for example to.

Herkömmliche Kraftfahrzeugluftfedersysteme haben jedoch Beschränkungen. Insbesondere eine Kombination von hohen Federraten, geringen Federhüben sowie geringen statischen Kräften, wie sie bei sportlichen Fahrzeugen häufiger auftreten, lassen sich mit herkömmlichen Luftfedern nur schwer praxistauglich realisieren. Dies liegt u. a. daran, dass eine herkömmliche Luftfeder für eine Kombination aus sehr hoher Federrate und geringer Kraft prinzipiell nur eine geringe Luftmasse besitzen kann und daher sehr progressiv ist, weil das Luftvolumen beim Einfedern sehr rasch abnimmt. Es ist zwar möglich, über konturierte Abrollkolben und/oder Außenführungen den Kennlinienverlauf zu beeinflussen, die Progression lässt sich dadurch jedoch nur mildern.However, conventional automotive air spring systems have limitations. In particular, a combination of high spring rates, low spring strokes and low static forces, as they occur more frequently in sports vehicles, can be realized with conventional air springs difficult practical way. This is u. a. Remember that a conventional air spring for a combination of very high spring rate and low power in principle can only have a low air mass and therefore is very progressive, because the air volume decreases very rapidly during compression. Although it is possible to influence the characteristic curve over contoured rolling piston and / or outer guides, the progression can only be mitigated thereby.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Kraftfahrzeugluftfeder der eingangs genannten Art anzugeben, die einen größeren Einsatzbereich hat und die insbesondere die Kombination aus hoher Federrate und geringer statischer Tragkraft ermöglicht, ohne dasselbe Maß an Progression zu besitzen wie herkömmliche Kraftfahrzeugluftfedern.The object of the invention is therefore to provide a motor vehicle air spring of the type mentioned, which has a wider range of applications and in particular allows the combination of high spring rate and low static load capacity without having the same degree of progression as conventional automotive air springs.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kraftfahrzeugluftfeder gemäß Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by a motor vehicle air spring according to claim 1. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugluftfeder zur Federung zweier gegeneinander beweglicher Fahrwerkskomponenten weist eine erste Befestigung zur Festlegung an einer ersten Fahrwerkskomponente und eine zweite Befestigung zur Festlegung an der zweiten Fahrwerkskomponente auf. Die erste Fahrwerkskomponente kann beispielsweise eine Kraftfahrzeugkarosserie oder ein anderes tragendes Bauteil des Kraftfahrzeuges sein, die zweite Fahrwerkskomponente kann beispielsweise ein Lenker oder ein Umlenkhebel sein.An automotive air spring according to the invention for suspension of two mutually movable suspension components has a first attachment for attachment to a first suspension component and a second attachment for attachment to the second suspension component. The first suspension component may be, for example, a motor vehicle body or another supporting component of the motor vehicle, the second suspension component may be, for example, a handlebar or a lever.

Des Weiteren sind eine erste Druckkammer mit einer ersten Wirkfläche und eine zweite Druckkammer mit einer zweiten Wirkfläche vorgesehen, wobei die Wirkflächen gleich oder unterschiedlich sein können. Die beiden Druckkammern können gleiche oder unterschiedliche Ausgangsvolumen haben.Furthermore, a first pressure chamber with a first active surface and a second pressure chamber with a second active surface are provided, wherein the active surfaces may be the same or different. The two pressure chambers may have the same or different output volumes.

Erfindungsgemäß sind die beiden Druckkammern so ausgelegt und wirken derart zusammen, dass die eine bei Einwirken einer äußeren Kraft komprimiert wird und die andere expandiert. Auf diese Weise wirken die beiden Druckkammern gegeneinander. Die Druckkammern können insgesamt voluminöser ausgelegt werden als bei bekannten Kraftfahrzeugluftfedern gleicher Steifigkeit, sodass eine Progression nur in geringerem Maße auftritt und vorteilhafterweise auch in Ausfederrichtung. Darüber hinaus hat die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugluftfeder den weiteren Vorteil, dass sie mit nur einen geringen statischen Tragkraft belastet ist, weil sich die Kraft der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer gegenseitig teilweise aufheben. Dennoch addieren sich die Federraten, sodass sich mit dem erfindungsgemäßen System die gewünschten hohen Federraten erzielen lassen.According to the invention, the two pressure chambers are designed and cooperate in such a way that one is compressed upon application of an external force and the other expands. In this way, the two pressure chambers act against each other. The pressure chambers can be designed to be overall voluminous than in known motor vehicle air springs same stiffness, so that a progression occurs only to a lesser extent and advantageously also in Ausfederrichtung. In addition, the vehicle air spring according to the invention has the further advantage that it is loaded with only a small static load capacity, because the force of the first pressure chamber and the second pressure chamber cancel each other partially. Nevertheless, the spring rates add up so that the desired high spring rates can be achieved with the system according to the invention.

Gemäß einer ersten möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Druckkammer und die zweite Druckkammer innere Kolbenböden aufweisen, die zueinander konstant beabstandet sind. Innere Kolbenböden im Sinne dieser Erfindung sind die jeweiligen Kolbenböden der jeweiligen Druckkammern, die von den Befestigungen weiter beabstandet sind als die weiter unten spezifizlerten äußeren Kolbenböden der jeweiligen Druckkammer. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine einfache Kopplung der beiden Druckkammern miteinander.According to a first possible embodiment of the invention, it may be provided that the first pressure chamber and the second pressure chamber have inner piston bottoms, which are constantly spaced from one another. Inner piston plates in the sense of this invention are the respective piston bottoms of the respective pressure chambers, which are spaced further from the attachments than the outer piston bottoms of the respective pressure chamber specified below. This embodiment of the invention enables a simple coupling of the two pressure chambers together.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass jeweilige, gegenüber den inneren Kolbenböden außen angeordnete Luftfederdeckel der Druckkammern zueinander konstant beabstandet sind.According to another possible embodiment of the invention can be provided that respective, relative to the inner piston plates arranged outside air spring cover of the pressure chambers are mutually constant spaced.

Durch die Kombination der beiden zuvor genannten Ausgestaltungen, bei der die Kolbenböden und die Luftfederdeckel jeweils starr mit einander verbunden sind, erlaubt eine einfache und effiziente Kopplung der beiden Druckkammern miteinander dergestalt, dass beim Komprimieren der ersten Druckkammer die zweite Druckkammer expandiert wird. Insbesondere, wenn im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung die beiden Druckkammern axial, also in Kraftrichtung zueinander ausgerichtet und die jeweiligen Kolbenböden hierzu radial angeordnet sind, lässt sich eine effiziente erfindungsgemäße Kraftfahrzeugluftfeder angeben.By the combination of the two aforementioned embodiments, in which the piston crowns and the air spring cover are each rigidly connected to each other, allows a simple and efficient coupling of the two pressure chambers together such that when compressing the first pressure chamber, the second pressure chamber is expanded. In particular, if, in the context of a further embodiment, the two pressure chambers are aligned axially relative to one another, ie in the direction of the force, and the respective piston bottoms are arranged radially therefor, can be an efficient vehicle air spring according to the invention specify.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Druckkammer und die zweite Druckkammer pneumatisch entkoppelt sind. Auf diese Weise lassen sich die Drücke in den jeweiligen Druckkammern unabhängig voneinander und voneinander unbeeinflusst einstellen und eine entsprechende Federungscharakteristik erreichen.According to another possible embodiment of the invention can be provided that the first pressure chamber and the second pressure chamber are pneumatically decoupled. In this way, the pressures in the respective pressure chambers can be adjusted independently of each other and unaffected by each other and achieve a corresponding suspension characteristic.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die erste Druckkammer einen ersten Rollbalg aufweist und die zweite Druckkammer eine zweiten Rollbalg, wobei der erste Rollbalg und der zweite Rollbalg zum Abrollen auf einem gemeinsamen Abrollkolben ausgebildet sind. Dies erlaubt eine einfache Konstruktion der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugluftfeder.According to a further possible embodiment of the invention can be provided that the first pressure chamber has a first rolling bellows and the second pressure chamber, a second rolling bellows, wherein the first rolling bellows and the second rolling bellows are designed for rolling on a common rolling piston. This allows a simple construction of the vehicle air spring according to the invention.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Abrollkolben über Verbindungsbügel an einer der Befestigungen festgelegt ist. Auf diese Weise lässt sich eine der beiden Druckkammern auf einfache Weise derart anordnen, dass eine Subtraktion der Kräfte der beiden Druckkammern eintritt.According to another possible embodiment of the invention can be provided that the rolling piston is fixed via connecting bracket to one of the fasteners. In this way, one of the two pressure chambers can be arranged in a simple manner such that a subtraction of the forces of the two pressure chambers occurs.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Abrollkolben über einen Hydraulikzylinder beweglich mit einer der Befestigungen verbunden ist. In dieser Ausgestaltung kann eine Kolbenstange mit der Befestigung verbunden sein. Die Kolbenstange trägt einen Kolben, der in einem Zylinder geführt ist.According to an alternative embodiment of the invention can be provided that the rolling piston is connected via a hydraulic cylinder movable with one of the fasteners. In this embodiment, a piston rod may be connected to the attachment. The piston rod carries a piston which is guided in a cylinder.

Der Zylinder ist in dem Abrollkolben ausgebildet oder an diesem angeordnet. Der Hydraulikzylinder kann ziehend ausgeführt sein.The cylinder is formed in the rolling piston or arranged thereon. The hydraulic cylinder can be designed to be pulling.

Der Hydraulikzylinder kann über eine Leitung an einem Druckanschluss angeschlossen sein, der mit einem weiteren Zylinder in Verbindung steht, der beispielsweise an einer Achse angeordnet sein kann. In dieser Ausgestaltung sind die Druckkammern mittelbar über den Zylinder und den Hydraulikzylinder mit den Befestigungen wirkverbunden.The hydraulic cylinder may be connected via a line to a pressure port, which is in communication with another cylinder, which may be arranged for example on an axis. In this embodiment, the pressure chambers are indirectly operatively connected via the cylinder and the hydraulic cylinder with the fasteners.

Der Hydraulikzylinder kann in dieser Ausgestaltung als Stoßdämpfer wirken. Auf diese Weise kann die Anordnung nicht unmittelbar an einer Achse erfolgen, dort kann der kompaktere, mit der Anordnung strömungsverbundene Zylinder vorgesehen sein, der über Verschiebung von Hydraulikflüssigkeit mit der Anordnung kommuniziert. Die Bewegungen des Abrollkolbens relativ zu den beiden Druckkammern bewirken ebenfalls gleichzeitig eine Expansion der einen Druckkammer und eine gleichzeitige Kompression der anderen. Somit kann der erfindungsgemäß gewünschte Effekt der entgegengesetzt wirkenden Druckkammern auch mit einer solchen Konfiguration erreicht werden.The hydraulic cylinder can act as a shock absorber in this embodiment. In this way, the arrangement can not take place directly on an axis, there may be provided the more compact, flow-connected with the arrangement cylinder, which communicates via displacement of hydraulic fluid with the arrangement. The movements of the rolling piston relative to the two pressure chambers also simultaneously cause an expansion of a pressure chamber and a simultaneous compression of the other. Thus, the present invention desired effect of the oppositely acting pressure chambers can also be achieved with such a configuration.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann ein Stoßdämpfer vorgesehen sein, der eine Kolbenstange und ein Dämpferrohr aufweist, wobei der Stoßdämpfer mit der ersten Befestigung und dem Abrollkolben gekoppelt ist. Eine derartige Anordnung lässt sich koaxial ausgestalten und erlaubt eine Kopplung des Stoßdämpfers mit den beiden Befestigungen.According to another possible embodiment of the invention, a shock absorber may be provided which has a piston rod and a damper tube, wherein the shock absorber is coupled to the first attachment and the rolling piston. Such an arrangement can be designed coaxially and allows a coupling of the shock absorber with the two fasteners.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kolbenstange des Stoßdämpfers an der ersten Befestigung festgelegt ist und das Dämpferrohr zumindest teilweise in dem Abrollkolben angeordnet ist. Auf diese Weise lässt sich die Masse des Abrollkolbens durch den für den Stoßdämpfer benötigten Hohlraum gering halten.According to another possible embodiment of the invention can be provided that the piston rod of the shock absorber is fixed to the first attachment and the damper tube is at least partially disposed in the rolling piston. In this way, the mass of the rolling piston can be kept low by the space required for the shock absorber.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Abrollkolben für die erste Druckkammer und/oder für die zweite Druckkammer den inneren Kolbenboden bildet. So lässt sich die Anzahl der benötigten Bauteile reduzieren, da der Abrollkolben zusätzliche Funktionen übernehmen kann.According to another possible embodiment of the invention can be provided that the rolling piston for the first pressure chamber and / or for the second pressure chamber forms the inner piston crown. Thus, the number of required components can be reduced, since the rolling piston can take on additional functions.

Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass für die erste Druckkammer und für die zweite Druckkammer je ein Druckluftanschluss vorgesehen ist. Mit Hilfe eines derartigen Druckluftanschlusses lässt sich die Variabilität und der Einsatzzweck der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugluftfeder weiter steigern. Eine Anpassung der Kraftfahrzeugluftfeder ist dann auch situativ möglich, beispielsweise bei Rennfahrzeugen zur Anpassung an unterschiedliche Strecken oder auch zur Anpassung an unterschiedliche Fahrzeugparameter, beispielsweise zur Anpassung an das Fahrzeuggewicht, das sich mit leer werdendem Tank ändert. Eine geänderte Federratencharakteristik bei unveränderter Tragkraft kann durch Variation beider Drücke in einem bestimmten Verhältnis erreicht werden.According to another possible embodiment of the invention can be provided that is provided for each of the first pressure chamber and the second pressure chamber a compressed air connection. With the help of such a compressed air connection, the variability and the purpose of the vehicle air spring according to the invention can be further increased. An adaptation of the vehicle air spring is then possible in situ, for example in racing vehicles to adapt to different routes or to adapt to different vehicle parameters, for example, to adapt to the vehicle weight, which changes with empty tank. A changed spring rate characteristic with unchanged load capacity can be achieved by varying both pressures in a certain ratio.

Die Erfindung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei zeigen schematisch:The invention will be explained with reference to two embodiments. Here are shown schematically:

1 eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugluftfeder; 1 an automotive air spring according to the invention;

2 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeugluftfederbein mit integriertem Stoßdämpfer; 2 an inventive vehicle air strut with integrated shock absorber;

3 ein Kraftverlaufsdiagramm; 3 a force history diagram;

4 ein Federraten-Verlaufsdiagramm sowie 4 a spring rate history diagram as well

5 eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugluftfeder. 5 an alternative embodiment of a motor vehicle air spring according to the invention.

Im Zusammenhang mit den nachfolgenden Figuren werden gleiche oder gleich wirkende Bauteile zur besseren Lesbarkeit mit identischen Bezugszeichen versehen.In connection with the following figures, identical or identically acting components are provided with identical reference numerals for better readability.

Eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugluftfeder 2 weist eine erste Druckkammer 4 und eine zweite Druckkammer 6 auf. Die erste Druckkammer 4 sowie die zweite Druckkammer 6 weisen jeweils ein eingeschlossenes Luftvolumen 8, 10 auf, welches durch Volumenänderung der Druckkammern 4, 6 komprimiert bzw. expandiert werden kann.An automotive air spring according to the invention 2 has a first pressure chamber 4 and a second pressure chamber 6 on. The first pressure chamber 4 as well as the second pressure chamber 6 each have an enclosed volume of air 8th . 10 on, which by volume change of the pressure chambers 4 . 6 can be compressed or expanded.

Das erste Luftvolumen 8 der ersten Druckkammer 4 wird durch einen ersten Luftfederdeckel 12 und einen ersten inneren Kolbenboden 14 sowie einen ersten Rollbalg 16 gebildet. Das zweite Luftvolumen 10 wird durch einen zweiten Luftfederdeckel 18, einen zweiten inneren Kolbenboden 20 sowie durch einen zweiten Rollbalg 22 gebildet.The first volume of air 8th the first pressure chamber 4 is through a first air spring cover 12 and a first inner piston crown 14 as well as a first rolling bellows 16 educated. The second air volume 10 is through a second air spring cover 18 , a second inner piston crown 20 as well as a second rolling bellows 22 educated.

Der erste innere Kolbenboden 14 sowie der zweite innere Kolbenboden 20 werden von einem gemeinsamen Abrollkolben 24 gebildet. Auf dem Abrollkolben 24 rollen der erste Rollbalg 16 sowie der zweite Rollbalg 22 ab. Der erste Luftfederdeckel 12 ist mit einer ersten Befestigung 26 verbunden. Die erste Befestigung 26 dient zur Festlegung der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugluftfeder 2 an einer ersten Fahrwerkskomponente des jeweiligen Kraftfahrzeugs, beispielsweise an einem entsprechenden karosserieseitigen Lager.The first inner piston bottom 14 and the second inner piston crown 20 be from a common rolling piston 24 educated. On the rolling piston 24 Roll the first rolling bellows 16 as well as the second rolling bellows 22 from. The first air spring cover 12 is with a first attachment 26 connected. The first attachment 26 serves to define the motor vehicle air spring according to the invention 2 on a first chassis component of the respective motor vehicle, for example on a corresponding body-side bearing.

Der Abrollkolben 24 ist über Verbindungsbügel 25 mit einer zweiten Befestigung 28 zur Festlegung der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugluftfeder 2 an einer zweiten Fahrwerkskomponente verbunden, beispielsweise einem Lenker oder einem Radträger.The rolling piston 24 is via connection bracket 25 with a second attachment 28 for fixing the motor vehicle air spring according to the invention 2 connected to a second suspension component, such as a handlebar or a wheel.

Die jeweiligen äußeren Luftfederdeckel 12 und 18 sind mittels eines Gehäuses 30 miteinander verbunden. Auf diese Weise sind die jeweiligen inneren Kolbenböden 14, 20 mittels des Abrollkolbens 24 und die beiden äußeren Kolbenböden 12, 18 mittels des Gehäuses 30 miteinander gekoppelt. Ein Komprimieren eines ersten Luftvolumens 8 hat somit automatisch ein Expandieren des zweiten Luftvolumens 10 und umgekehrt zur Folge, da beim Bewegen des ersten Luftfederdeckels 12 auf den ersten inneren Kolbenboden 14 zu, automatisch der zweite Luftfederdeckel 18 von dem zweiten inneren Kolbenboden 20 wegbewegt wird.The respective outer air spring cover 12 and 18 are by means of a housing 30 connected with each other. In this way, the respective inner piston bottoms 14 . 20 by means of the rolling piston 24 and the two outer piston bottoms 12 . 18 by means of the housing 30 coupled together. Compressing a first volume of air 8th thus automatically has an expanding of the second volume of air 10 and vice versa consequence, there when moving the first air spring cover 12 on the first inner piston crown 14 to, automatically the second air spring cover 18 from the second inner piston crown 20 is moved away.

Die erste Druckkammer 4 weist eine erste Wirkfläche A₁, welche sich aus dem mittleren Durchmesser der Rollfalte des ersten Rollbalges 16 ergibt, und die zweite Druckkammer 6 eine zweite Wirkfläche A₂, welche sich aus dem mittleren Durchmesser der Rollfalte des zweiten Rollbalges 22 ergibt, auf. Die erste Wirkfläche A₁ der ersten Druckkammer 4 kann gleich oder unterschiedlich zur die zweite Wirkfläche A₂ der zweiten Druckkammer 6 sein. in der dargestellten Ausführungsform ist die erste Wirkfläche A₁ größer als die zweite Wirkfläche A₂. Dementsprechend weist auch das Gehäuse 30 im Bereich der ersten Druckkammer 4 einen gleichen oder unterschiedlichen Durchmesser auf im Vergleich zum Bereich der zweiten Druckkammer 6.The first pressure chamber 4 has a first effective area A ₁ , which consists of the mean diameter of the rolling fold of the first rolling bellows 16 yields, and the second pressure chamber 6 a second effective area A ₂ , which consists of the mean diameter of the rolling fold of the second rolling bellows 22 he gives up. The first effective area A _{1 of} the first pressure chamber 4 may be equal or different to the second effective area A _{2 of} the second pressure chamber 6 be. In the illustrated embodiment, the first effective area A _{1 is} greater than the second effective area A ₂ . Accordingly, the housing also has 30 in the area of the first pressure chamber 4 a same or different diameter compared to the area of the second pressure chamber 6 ,

Des Weiteren weist die erste Druckkammer 4 einen Luftanschluss 32 auf, mittels dessen der Luftdruck in der ersten Druckkammer 4 angepasst werden kann und die zweite Druckkammer 6 besitzt einen zweiten Luftanschluss 33, mittels dessen der Luftdruck in der Druckkammer 6 unabhängig vom Druck in Kammer 4 eingestellt werden kann.Furthermore, the first pressure chamber 4 an air connection 32 by means of which the air pressure in the first pressure chamber 4 can be adjusted and the second pressure chamber 6 has a second air connection 33 by means of which the air pressure in the pressure chamber 6 regardless of the pressure in the chamber 4 can be adjusted.

2 zeigt ein erfindungsgemäßes Luftfederbein 2', das sich von der Kraftfahrzeugluftfeder 2 aus 1 vor allem durch einen zusätzlichen Stoßdämpfer 50 unterscheidet. Der Stoßdämpfer 50 weist eine Kolbenstange 52 sowie ein Dämpferrohr 54 auf, in welchem die Kolbenstange 52 geführt ist. Die Kolbenstange 52 ist mit der ersten Befestigung 26 gekoppelt, das Dämpferrohr 54 ist in den Abrollkolben 24 integriert. Durch die Kopplung des Abrollkolbens 24 über Verbindungsbügel 25 mit der zweiten Befestigung 28 ist das Dämpferrohr 54 mittelbar mit der zweiten Befestigung 28 gekoppelt. 2 shows an inventive air spring leg 2 ' extending from the vehicle air spring 2 out 1 especially with an additional shock absorber 50 different. The shock absorber 50 has a piston rod 52 and a damper tube 54 on, in which the piston rod 52 is guided. The piston rod 52 is with the first attachment 26 coupled, the damper tube 54 is in the rolling piston 24 integrated. By coupling the rolling piston 24 via connection bracket 25 with the second attachment 28 is the damper tube 54 indirectly with the second attachment 28 coupled.

Der übrige Aufbau des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugluftfederbeins 2' entspricht im Wesentlichen dem der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugluftfeder 2 gemäß 1, wobei jedoch das Dämpferrohr 54 z. B. mittels eines O-Rings 56 im Abrollkolben 24 abgedichtet, um die beiden Luftvolumina 8, 10 der beiden Druckkammern 4, 6 voneinander zu entkoppeln.The rest of the structure of the vehicle air spring strut according to the invention 2 ' essentially corresponds to that of the motor vehicle air spring according to the invention 2 according to 1 but with the damper tube 54 z. B. by means of an O-ring 56 in the rolling piston 24 sealed to the two volumes of air 8th . 10 the two pressure chambers 4 . 6 to decouple from each other.

3 zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm, in dem die Kräfte der ersten Druckkammer 4 und der zweiten Druckkammer 6 sowie die resultierende Kraft aufgetragen sind. Durch die spezielle Anordnung und Kopplung der jeweiligen Druckkammern 4, 6 und der entsprechenden Kolbenböden 12 bis 20 subtrahieren sich die Kräfte der ersten Druckkammer (strichgepunktet dargestellt) und der zweite Druckkammer (gestrichelt dargestellt). Im unbelasteten Ruhezustand befinden sich die beiden Druckkammern 4, 6 in einem statischen Gleichgewicht mit der äußeren Kraft (Tragkraft), welche der Differenz der Kräfte beider Luftfedern entspricht. Während die Kraft der ersten Druckkammer 4 bei zunehmenden Einfedern ansteigt (positiver Gradient), fällt die Kraft in der zweiten Druckkammer bei zunehmendem Weg weiter ab (negativer Gradient). Die resultierende Kraft steigt somit schneller an als die Kraft der ersten Druckkammer 4 alleine, jedoch auf niedrigerem Niveau. 3 shows a force-displacement diagram in which the forces of the first pressure chamber 4 and the second pressure chamber 6 as well as the resulting force are applied. Due to the special arrangement and coupling of the respective pressure chambers 4 . 6 and the corresponding piston plates 12 to 20 subtract the forces of the first pressure chamber (dash-dotted lines) and the second pressure chamber (shown in phantom). In unloaded resting state are the two pressure chambers 4 . 6 in a static equilibrium with the external force (load capacity), which corresponds to the difference of the forces of both air springs. While the force of the first pressure chamber 4 with increasing compression increases (positive gradient), the force in the second pressure chamber falls further as the path increases (negative gradient). The resulting force thus increases faster than the force of the first pressure chamber 4 alone, but at a lower level.

4 zeigt eine Federraten-Weg-Diagramm der ersten Druckkammer 4 (strichgepunktet) und der zweiten Druckkammer 6 (gestrichelt) sowie die resultierende Federrate (durchgezogene Linie). Die Federraten der ersten Druckkammer 4 und der zweiten Druckkammer 6 addieren sich zueinander auf, wobei die Federrate der ersten Druckkammer 4 ansteigt und die Federrate der zweiten Druckkammer 6 abfällt. Die resultierende Federrate weist im Federraten-Weg-Diagramm ein Minimum auf und ist insgesamt flacher als die Federrate der ersten Druckkammer 4. Dadurch ist die Progression des Gesamtsystems im relevanten Bereich geringer als die Progression der ersten Druckkammer 4 alleine und die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugluftfeder 2, 2' über einen weiteren Bereich nutzbar. Darüber hinaus ist die Progression erheblich geringer als bei einer entsprechend ausgelegten Einkammer-Kraftfahrzeugluftfeder, deren Federrate über den Weg noch starker ansteigen würde. 4 shows a spring rate-distance diagram of the first pressure chamber 4 (dot-dashed) and the second pressure chamber 6 (dashed) and the resulting spring rate (solid line). The spring rates of the first pressure chamber 4 and the second pressure chamber 6 add up to each other, wherein the spring rate of the first pressure chamber 4 increases and the spring rate of the second pressure chamber 6 drops. The resulting spring rate has a minimum in the spring rate path diagram and is flatter overall than the spring rate of the first pressure chamber 4 , As a result, the progression of the overall system in the relevant area is less than the progression of the first pressure chamber 4 alone and the vehicle air spring according to the invention 2 . 2 ' usable over another area. In addition, the progression is significantly lower than in a correspondingly designed single-chamber automotive air spring whose spring rate would increase even more over the way.

Durch Variation der Wirkflächen und der in beiden Kammern unabhängig einstellbaren Fülldrücke kann der Kennlinienverlauf bei unveränderter statischer Kraft (also bei gleicher Traglast) in weiten Bereichen beeinflusst werden. So kann das Steifigkeitsniveau insgesamt angehoben oder vermindert werden und die Progression in beiden Bewegungsrichtungen kann beeinflusst werden. Nur durch Änderung der beiden Luftdrücke können so innerhalb kürzester Zeit unterschiedliche Steifigkeiten dargestellt werden, z. B. um ein Rennfahrzeug innerhalb von Sekunden anders abzustimmen. Im Falle der herkömmlichen Stahlfederbeine ist dafür der Austausch der Federbeine erforderlich.By varying the effective areas and the filling pressures that can be set independently in both chambers, the characteristic curve can be influenced within a wide range with unchanged static force (ie with the same load). Thus, the stiffness level can be raised or lowered altogether and the progression in both directions of movement can be influenced. Only by changing the two air pressures so different stiffnesses can be displayed within a very short time, z. For example, to tune a race car within seconds. In the case of conventional steel struts replacement of the struts is required for this.

5 zeigt eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugluftfeder 2''. 5 shows an alternative embodiment of a motor vehicle air spring according to the invention 2 '' ,

Die Kraftfahrzeugluftfeder 2'' weist eine erste Druckkammer 4 und eine zweite Druckkammer 6 auf. Die erste Druckkammer 4 sowie die zweite Druckkammer 6 weisen jeweils ein eingeschlossenes Luftvolumen 8, 10 auf, welches durch Volumenänderung der Druckkammern 4, 6 komprimiert bzw. expandiert werden kann.The vehicle air spring 2 '' has a first pressure chamber 4 and a second pressure chamber 6 on. The first pressure chamber 4 as well as the second pressure chamber 6 each have an enclosed volume of air 8th . 10 on, which by volume change of the pressure chambers 4 . 6 can be compressed or expanded.

Der erste innere Kolbenboden 14 sowie der zweite innere Kolbenboden 20 werden von einem gemeinsamen Abrollkolben 24 gebildet. Auf dem Abrollkolben 24 rollen der erste Rollbalg 16 sowie der zweite Rollbalg 22 ab.The first inner piston bottom 14 and the second inner piston crown 20 be from a common rolling piston 24 educated. On the rolling piston 24 Roll the first rolling bellows 16 as well as the second rolling bellows 22 from.

Die jeweiligen Luftfederdeckel 12 und 18 sind mittels eines Gehäuses 30 miteinander verbunden. Auf diese Weise sind die jeweiligen inneren Kolbenböden 14, 20 mittels des Abrollkolbens 24 und die beiden äußeren Kolbenböden 12, 18 mittels des Gehäuses 30 miteinander gekoppelt.The respective air spring covers 12 and 18 are by means of a housing 30 connected with each other. In this way, the respective inner piston bottoms 14 . 20 by means of the rolling piston 24 and the two outer piston bottoms 12 . 18 by means of the housing 30 coupled together.

An dem oberen Luftfederdeckel 12 ist eine Kolbenstange 60 angeordnet, die einen Kolben 62 trägt. Der Kolben 62 ist in einem Zylinder 64 geführt. Der Zylinder 64 ist in dem Abrollkolben 24 ausgebildet oder in diesem angeordnet.At the upper air spring cover 12 is a piston rod 60 arranged, which is a piston 62 wearing. The piston 62 is in a cylinder 64 guided. The cylinder 64 is in the rolling piston 24 trained or arranged in this.

Die Kolbenstange 60 ist hohl ausgebildet und stellt eine Fluidverbindung zwischen einem Anschluss 66 und einem Hohlraum 68 her, der durch den Zylinder 64 gebildet wird. Der Anschluss 66 ist mit einem (nicht dargestellten) Zylinder verbunden, der im Achsbereich des Kraftfahrzeuges angeordnet sein kann. Wenn der Zylinder einfedert, wird Hydraulikflüssigkeit in den Hohlraum gepumpt und der Zylinder 64 im Abrollkolben in Richtung des Luftfederdeckels 12 gedrückt. Dies führt zu einer Kompression des Luftvolumens 8 und zu einer Expansion des Luftvolumens 10.The piston rod 60 is hollow and provides fluid communication between a port 66 and a cavity 68 coming through the cylinder 64 is formed. The connection 66 is connected to a (not shown) cylinder, which may be arranged in the axle region of the motor vehicle. When the cylinder compresses, hydraulic fluid is pumped into the cavity and the cylinder 64 in the rolling piston in the direction of the air spring cover 12 pressed. This leads to a compression of the air volume 8th and to an expansion of the air volume 10 ,

Die vorliegende Ausführung erlaubt die Anordnung der Kraftfahrzeugluftfeder an einem von der Achse entfernten Platz, der weniger bauraumkritisch ist. Im Achsbereich muss nur der (nicht dargestellte) Zylinder angeordnet werden.The present embodiment allows the arrangement of the vehicle air spring at a remote location from the axis, which is less space critical. In the axle area, only the cylinder (not shown) must be arranged.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22: KraftfahrzeugluftfederMotor vehicle air spring
2'2 ': KraftfahrzeugluftfederbeinAutomotive air spring strut
2''2 '': KraftfahrzeugluftfederMotor vehicle air spring
44: erste Druckkammerfirst pressure chamber
66: zweite Druckkammersecond pressure chamber
88th: erstes Luftvolumenfirst air volume
1010: zweites Luftvolumensecond air volume
1212: erster Luftfederdeckelfirst air spring cover
1414: erster Kolbenbodenfirst piston bottom
1616: erster Rollbalgfirst rolling bellows
1818: zweiter Luftfederdeckelsecond air spring cover
2020: zweiter Kolbenbodensecond piston bottom
2222: zweiter Rollbalgsecond rolling bellows
2424: gemeinsamer Abrollkolbencommon rolling piston
2525: Verbindungsbügel (o. ä.)Connecting bracket (or similar)
2626: erste Befestigungfirst attachment
2828: zweite Befestigungsecond attachment
3030: gemeinsame Außenführungcommon outdoor tour
3232: erster Luftanschlussfirst air connection
3333: zweiter Luftanschluss (der ist notwendig, nicht optional)second air connection (this is necessary, not optional)
5050: Stoßdämpfershock absorber
5252: Kolbenstangepiston rod
5454: Dämpferrohrdamper tube
5656: O-RingO-ring
6060: Kolbenstangepiston rod
6262: Kolbenpiston
6464: Zylindercylinder
6666: Anschlussconnection
6868: Hohlraumcavity
A₁ A ₁: erste Wirkflächefirst effective area
A₂ A ₂: zweite Wirkflächesecond effective area

Claims

Automotive air spring for suspension of two mutually movable suspension components, with a first attachment ( 26 ) for attachment to the first suspension component and a second attachment ( 28 ) for fixing to the second suspension component, a first pressure chamber ( 4 ) having a first first active area (A ₁ ) and a second pressure chamber ( 6 ) with a second active surface (A ₂ ), characterized in that the first active surface (A ₁ ) of the second active surface (A ₂ ) counteracts.

Motor vehicle air spring according to claim 1, characterized in that the first pressure chamber ( 4 ) and the second pressure chamber ( 6 ) inner piston bottoms ( 14 . 20 ) which are constantly spaced from each other.

Motor vehicle air spring according to claim 1 or 2, characterized in that the first pressure chamber ( 4 ) and the second pressure chamber ( 6 ) outer air spring cover ( 12 . 18 ) which are constantly spaced from each other.

Motor vehicle air spring according to one of the preceding claims, characterized in that the first pressure chamber ( 4 ) and the second pressure chamber ( 6 ) are pneumatically decoupled.

Motor vehicle air spring according to one of the preceding claims, characterized in that the first pressure chamber ( 4 ) a first rolling bellows ( 16 ) and the second pressure chamber ( 6 ) a second rolling bellows ( 22 ), wherein the first rolling bellows ( 16 ) and the second rolling bellows ( 22 ) for unrolling on a common rolling piston ( 24 ) are formed.

Motor vehicle air spring according to claim 5, characterized in that the rolling piston ( 24 ) on one of the fortifications ( 26 ; 28 ).

Motor vehicle air spring according to one of claims 5 or 6, characterized in that a shock absorber ( 50 ) with a piston rod ( 52 ) and a damper tube ( 54 ) is provided, wherein the shock absorber ( 50 ) with the first attachment ( 26 ) and the rolling piston ( 24 ) is coupled.

Motor vehicle air spring according to claim 7, characterized in that the piston rod ( 52 ) at the first attachment ( 26 ) and the damper tube ( 54 ) at least partially in the rolling piston ( 24 ) is arranged.

Vehicle air spring according to one of the preceding claims, characterized in that the rolling piston ( 24 ) for the first pressure chamber ( 4 ) and / or for the second pressure chamber ( 6 ) the inner piston head ( 14 . 20 ).

Motor vehicle air spring according to one of the preceding claims, characterized in that for the first pressure chamber ( 4 ) and / or for the second pressure chamber ( 6 ) each one compressed air connection ( 32 ) is provided.