DE102013213499A1

DE102013213499A1 - Gas-Feder-Dämpfer-Einheit

Info

Publication number: DE102013213499A1
Application number: DE102013213499.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2015-01-15
Anticipated expiration: 2033-07-11
Also published as: DE102013213499B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gas-Feder-Dämpfer-Einheit mit einem mit Gas, insbesondere Luft, gefülltem Federraum (1), der teilweise von mindestens einem Rollbalg (2) oder Faltenbalg umschlossen ist und in den ein Abrollstempel (3) oder Kolben eintauchbar ist und der über Drosseln (4) mit einem Zusatzvolumen (5) verbunden ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung der üblichen Rollbälge oder Faltenbälge die Dämpfung der Gas-Feder-Dämpfer-Einheit zu verbessern. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zur Verminderung oder Vermeidung des beim Anschlagen der Gasfeder im Federraum (1) verbleibenden Restgasvolumens in den Federraum (1) ein nicht-gasförmiges, flüssiges oder körniges Füllmedium (6) eingefüllt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gas-Feder-Dämpfer-Einheit mit einem mit Gas, insbesondere Luft, gefüllten Federraum, der teilweise von mindestens einem Rollbalg oder Faltenbalg umschlossen ist und in den ein Abrollstempel oder Kolben eintauchbar ist und der über Drosseln mit mindestens einem weiteren Volumen verbunden ist.
Aus praktischen Gründen und zum Erhalt einer langen Lebensdauer sind insbesondere die LKW-Federbälge größer als zur Federung notwendig, so dass bei Anschlag der Gasfeder gegen einen Endanschlag im Federraum ein Restgasvolumen vorhanden ist. Dieses Restgasvolumen verschlechtert das Dämpfungsvermögen einer Gas-Feder-Dämpfer-Einheit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung der üblichen Rollbälge oder Faltenbälge die Dämpfung der Gas-Feder-Dämpfer-Einheit zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Verminderung oder Vermeidung eines Restgasvolumens in den Federraum ein nicht-gasförmiges, flüssiges oder körniges Füllmedium eingefüllt ist.
Dadurch, dass mehr oder weniger flüssiges oder körniges Füllmedium in den Federraum eingefüllt wird, lässt sich die Dämpfung auf einen optimalen Wert einstellen.
Die maximale Dämpfung einer Gas-Feder-Dämpfer-Einheit ist ausschließlich von der Dämpfungssteifigkeit C_D abhängig. Dabei ist die Dämpfungssteifigkeit C_D = C_∞ – C₀ = C_{Drossel geschlossen} – C_{Drossel offen}. Je kleiner die Resonanzamplitude z/z₀ ist, desto größer ist die Dämpfung. Die kleinste Resonanzamplitude z/z₀ ist gleich = C_∞ + C₀/C_∞ – C₀.
Auch die maximale Dämpfungsarbeit W_Dmax ist im Wesentlichen von C_D abhängig entsprechend der Gleichung: W_Dmax = η·C_D·4·z ^².
Dabei ist η_laminar = π/8 = Wirkungsgrad der Drosselcharakteristik.
Zur Vergrößerung der Dämpfung und Verkleinerung der Resonanzamplitude einer Gas-Feder-Dämpfer-Einheit lässt sich Co durch Vergrößern des Volumens verkleinern. Dabei werden jedoch die Resonanzfrequenz und W_Dmax kleiner. Deshalb ist es in vielen Anwendungsfällen günstiger C_∞ zu vergrößern, weil sich dann die Dämpfung, die Resonanzfrequenz und W_Dmax vergrößern. Dazu muss das von Luftfederbälgen teilweise umschlossene Luftvolumen verringert werden.
Das Einfüllen einer Füllflüssigkeit hat den Vorteil, dass ein Restgasvolumen beim Anschlagen der Luftfeder völlig vermieden werden kann. Als Füllflüssigkeit ist Wasser geeignet. Wird die Gas-Feder-Dämpfer-Einheit tiefen Temperaturen ausgesetzt, sind auch ölige Flüssigkeiten geeignet, sofern diese nicht das Material des Roll- oder Faltenbalges angreifen.
Bei Verwendung eines flüssigen Füllmediums ist es zweckmäßig, das Zusatzvolumen und die Drosseln oberhalb des Federraums anzuordnen, damit Füllflüssigkeit, welche durch die Drossel gelangt ist, zurückfließen kann.
Es ist auch möglich, im Federraum eine Membran anzuordnen, welche das Füllmedium vom Gasvolumen trennt. Diese Membran ist so anzuordnen und zu befestigen, dass sie beim Einfedern möglichst wenig beansprucht wird.
Die Membran kann zusammen mit dem Rollbalg ringsum am Abrollstempel oder Kolben befestigt werden und zusammen mit einem elastischen Anschlag auf der Stirnfläche des Abrollstempels oder Kolbens befestigt werden, so dass das Füllmedium in der Membran eingepackt ist und die Membran völlig am Rollbalg anliegt.
Bei Verwendung eines körnigen Füllmediums können die Körner so groß sein, dass sie nicht durch die Drossel gelangen. Man kann aber auch vor den Drosseln Siebe oder Filter anbringen, welche die Füllkörper von den Drosseln zurückhalten.
Um eine möglichst dichte Packung der Füllkörper zu erreichen, sind diese Kugeln, vorzugsweise aus elastischem Material. Diese Kugeln können 2–5 mm dick sein.
Die Zeichnung zeigt eine Gas-Feder-Dämpfer-Einheit mit einem mit Gas, insbesondere Luft, gefüllten Federraum 1, der teilweise von einem Rollbalg 2 umschlossen ist und in den ein Abrollstempel 3 eintauchbar ist. Der Federraum 1 ist über in zwei Richtungen durchströmbare Drosseln 4 mit einem konstanten Zusatzvolumen 5 verbunden. In den Federraum 1 ist ein flüssiges oder körniges Füllmedium 6 eingefüllt, um ein Restgas- oder Totvolumen beim Anschlagen der Gasfeder an den Endanschlag 8 zu vermindern oder zu vermeiden. Das Füllmedium 6 ist von einer Membran 7 umgeben, die das Füllmedium 6 vom Gas trennt und die beim Einfedern des Rollbalges 2 am Rollbalg 2 anliegt.
Bezugszeichenliste

1: Federraum
2: Rollbalg
3: Abrollstempel
4: Drossel
5: Zusatzvolumen
6: Füllmedium
7: Membran
8: Anschlag
9: Einfüllkanal

Claims

Gas-Feder-Dämpfer-Einheit mit einem mit Gas, insbesondere Luft, gefülltem Federraum (1), der teilweise von mindestens einem Rollbalg (2) oder Faltenbalg umschlossen ist und in den ein Abrollstempel (3) oder Kolben eintauchbar ist und der über Drosseln (4) mit einem Zusatzvolumen (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verminderung oder Vermeidung des beim Anschlagen der Gasfeder im Federraum (1) verbleibenden Restgasvolumens in den Federraum (1) ein nicht-gasförmiges, flüssiges oder körniges Füllmedium (6) eingefüllt ist.
Gas-Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzvolumen (5) konstant ist.
Gas-Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzvolumen (5) oberhalb des Federraums (1) angeordnet ist.
Gas-Feder-Dämpfer-Einheit nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass im Federraum (1) eine Membran (7) angeordnet ist, die das Füllmedium (6) vom Gasvolumen (5) trennt.
Gas-Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (7) zusammen mit dem Rollbalg (2) ringsum am Abrollstempel (3) oder Kolben befestigt ist und zusammen mit einem elastischen Anschlag (8) auf der Stirnfläche des Abrollstempels (3) oder Kolbens befestigt ist.
Gas-Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Anschlag (8) und die Membran (7) einteilig sind.
Gas-Feder-Dämpfer-Einheit nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass das körnige Füllmedium (6) aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere Kunststoff, Kautschuk oder Gummi besteht.
Gas-Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die körnigen Füllkörper (6) kleine, 2–5 mm dicke Kugeln sind.
Gas-Feder-Dämpfer-Einheit nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass im Federraum (1) vor den Drosseln (4) die Füllmedien (6) zurückhaltende Siebe oder Filter angeordnet sind.
Gas-Feder-Dämpfer-Einheit nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass im Abrollstempel (3) oder Kolben der Gasfeder ein verschließbarer Einfüllkanal (9) für das Füllmedium (6) angeordnet ist.