DE102015118395A1

DE102015118395A1 - Federanordnung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102015118395A1
Application number: DE102015118395.1A
Authority: DE
Inventors: Rainer Hennemann; Richard Legierski; Nils Häussermann
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2017-05-04

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Federanordnung (20), insbesondere Luftfederanordnung für ein Kraftfahrzeug (10), mit einem Luftfederelement (24), das zwischen einem ersten und einem zweiten Verbindungselement (26, 28) gelagert ist, wobei das erste und das zweite Verbindungselement (26, 28) jeweils einen Anlageabschnitt (30, 32) aufweist, um die Federanordnung (20) an einer Fahrzeugkarosserie (12) und einem Fahrwerk (14) zu lagern, und einem Schutzbalg (22), der das Luftfederelement (24) umfänglich umgibt, wobei die Federanordnung (20) eine Lufteinlassöffnung (34) und eine Luftauslassöffnung (38) aufweist, wobei die Lufteinlassöffnung (34) und die Luftauslassöffnung (38) in einer Längsrichtung des Schutzbalgs (22) beabstandet sind, um Kühlungsluft (36) durch den Schutzbalg (22) hindurchzuführen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Federanordnung, insbesondere eine Luftfederanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Luftfederelement, das zwischen einem ersten und einem zweiten Verbindungselement gelagert ist, wobei das erste und das zweite Verbindungselement jeweils einen Anlageabschnitt aufweist, um die Federanordnung an einer Fahrzeugkarosserie und einem Fahrwerk zu lagern, und mit einem Schutzbalg, der das Luftfederelement umfänglich umgibt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie, die einen Tragrahmen des Kraftfahrzeugs bildet und mit einem Fahrwerk, das eine Mehrzahl von Rädern aufweist.
Derartige Federanordnungen dienen dazu eine Karosserie eines Kraftfahrzeugs auf einem Fahrwerk federnd zu lagern.
Auf dem Gebiet der Fahrwerkstechnik für Kraftfahrzeuge ist es allgemein bekannt, die Fahrzeugkarosserie an dem Fahrwerk mittels Luftfederbeinen federnd zu lagern, wobei die Luftfederbeine üblicherweise einen Luftfederbalg aufweisen, der Vibrationen des Fahrwerks dämpft und wobei die Luftfederbeine üblicherweise einen äußerlichen Faltenbalg aufweist, der einen äußeren Mantel für die relativ zueinander beweglich gelagerten Elemente bildet. Ein derartiges Luftfederbein ist bspw. bekannt aus der DE 10 2013 211 64 A1 .
Nachteilig bei den bekannten Luftfederbeinen ist es, dass die Luftfederbälge eine bestimmte Fadendichte bzw. eine bestimmte Balgdicke aufweisen müssen, um die erforderliche dauerhafte Festigkeit und die entsprechend geforderte Temperaturbeständigkeit aufzuweisen. Durch die so bestimmte Fadendichte und Balgdicke wird jedoch die Federwirkung der Luftfederbeine stark beeinflusst, so dass durch das Material der Luftfederbälge der Fahrkomfort des Kraftfahrzeugs insgesamt beeinträchtigt wird.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Federanordnung, insbesondere eine Luftfederanordnung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die mit technisch geringem Aufwand eine verbesserte Federwirkung einen verbesserten Fahrkomfort bietet.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Federanordnung dadurch gelöst, dass die Federanordnung eine Lufteinlassöffnung und eine Luftauslassöffnung aufweist, wobei die Lufteinlassöffnung und die Luftauslassöffnung in einer Längsrichtung des Schutzbalgs beabstandet sind, um Kühlungsluft durch den Schutzbalg hindurch zu führen.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Kraftfahrzeug gelöst durch eine Mehrzahl von Federanordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung, die die Fahrzeugkarosserie mit dem Fahrwerk verbinden.
Dadurch, dass die Federanordnung die Lufteinlassöffnung und die Luftauslassöffnung aufweist, die in der Längsrichtung des Schutzbalgs voneinander beabstandet sind, kann entsprechend kontinuierlich durch den Schutzbalg hindurch und an dem Luftfederelement vorbeigeführt werden, so dass eine Wärmeübertragung von außen auf das Luftfederelement reduziert werden kann. Dadurch kann das Luftfederelement für geringere Betriebstemperaturen ausgelegt werden, so dass Materialien mit einer reduzierten Fadendichte und einer geringeren Balgdicke verwendet werden können und entsprechend die Federeigenschaften des Luftfederelements und der damit verbundene Feder- und Fahrkomfort verbessert werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird somit vollständig gelöst.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lufteinlassöffnung und/oder die Luftauslassöffnung in dem Schutzbalg ausgebildet.
Dadurch können die Lufteinlassöffnung und/oder die Luftauslassöffnung mit technisch geringem Aufwand effektiv in der Federanordnung ausgebildet werden.
In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform ist die Lufteinlassöffnung an dem ersten Verbindungselement ausgebildet.
Dadurch kann die Lufteinlassöffnung eine effektive Luftzuführung bilden, da die Lufteinlassöffnung an einem unbeweglich und formstabilen Element ausgebildet ist.
In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform ist die Luftauslassöffnung an dem zweiten Verbindungselement ausgebildet.
Dadurch kann der Luftaustritt der zugeführten Kühlungsluft zuverlässig gewährleistet werden, da die Luftauslassöffnung an einem formstabilen und unbeweglichen Teil ausgebildet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lufteinlassöffnung derart ausgebildet, dass Fahrtwind in die Lufteinlassöffnung als Kühlungsluft einströmen kann.
Dadurch kann die Zuführung der Kühlungsluft in die Lufteinlassöffnung mit technisch geringem Aufwand effektiv gewährleistet werden.
In einer alternativen Ausführungsform ist der Lufteinlassöffnung ein Gebläse zugeordnet, um der Lufteinlassöffnung die Kühlungsluft zuzuführen.
Dadurch ist eine zuverlässige und situationsunabhängige Zuführung der Kühlungsluft möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lufteinlassöffnung an einem unteren Abschnitt der Federanordnung ausgebildet und die Luftauslassöffnung an einem oberen Abschnitt der Federanordnung ausgebildet.
Dadurch kann eine thermische Luftbewegung im Inneren des Schutzbalgs von unten nach oben mit technisch geringem Aufwand unterstützt werden.
In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform ist der Schutzbalg von dem Luftfederelement beabstandet, so dass die Kühlungsluft zwischen dem Schutzbalg und dem Luftfederelement hindurchströmen kann.
Dadurch kann das Luftfederelement effektiv thermisch von dem Schutzbalg und der Umgebung abgeschirmt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind das erste Verbindungselement und das zweite Verbindungselement jeweils als Luftfedertopf ausgebildet.
Dadurch kann ein Luftreservoir bereitgestellt werden, um eine effektive Luftfederung durch das Luftfederelement bereitzustellen.
Insgesamt kann durch die in der Längsrichtung des Schutzbalgs voneinander beabstandeten Lufteinlassöffnung und Luftauslassöffnung ein effektiver Luftstrom durch den Schutzbalg hindurch gebildet werden, so dass das Luftfederelement effektiv von der Umgebung thermisch abgeschirmt werden kann und entsprechend für geringere Betriebstemperaturen ausgelegt werden kann. Dadurch kann das Luftfederelement aus flexibleren und dünneren Materialien gebildet werden, so dass eine verbesserte Federwirkung und ein verbesserter Federkomfort durch die Federanordnung erzielt werden kann.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Fahrzeugkarosserie, einem Fahrwerk und einer Luftfederanordnung;
2 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer Luftfederanordnung; und
3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer Luftfederanordnung mit einem Kühlungsgebläse.
In 1 ist ein Kraftfahrzeug in einer schematischen Teilansicht gezeigt und allgemein mit 10 bezeichnet. Das Kraftfahrzeug 10 weist eine Fahrzeugkarosserie 12 auf, die einen Tragrahmen des Kraftfahrzeugs 10 bildet. Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner ein Fahrwerk 14 auf. Das Fahrwerk 14 weist wenigstens eine Achse 16 und eine Mehrzahl von Rädern 18R, 18L auf, die mit der Achse 16 verbunden sind. Das Fahrwerk 14 ist über zwei Federanordnungen 20 mit der Fahrzeugkarosserie 12 federnd verbunden, wobei die Federanordnungen 20 als Federbeine bzw. als Luftfederbeine ausgebildet sind und ein äußerlicher Schutzbalg 22 aufweisen.
In 2 ist eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der Federanordnung 20 dargestellt.
Die Federanordnung 20 weist einen Luftfederbalg 24 auf, der in dieser Ausführungsform als Rollbalg ausgebildet ist. Der Luftfederbalg 24 ist an gegenüberliegenden axialen Enden jeweils mit einem Luftfedertopf 26, 28 verbunden, um den Luftfederbalg 24 mit der Fahrzeugkarosserie 12 sowie dem Fahrwerk 14 bzw. einem Lenkgestänge zu verbinden. Der obere Luftfedertopf 26 weist einen Anlageabschnitt 30 auf, der mit der Karosserie 12 verbunden ist. Der untere Luftfedertopf 28 weist einen Anlageabschnitt 32 auf, der mit dem Fahrwerk 14 bzw. dem entsprechenden Lenkgestänge verbunden ist. Der Schutzbalg 22 ist als Faltenbalg ausgebildet und weist eine Röhrenform auf, wobei der Schutzbalg 22 an einem oberen Ende mit dem oberen Luftfedertopf 26 verbunden ist und an einem unteren Ende mit dem unteren Luftfedertopf 28 verbunden ist. Der Schutzbalg 22 umgibt somit die Luftfedertöpfe 26, 28 wenigstens teilweise und den Luftfederbalg 24 umfänglich vollständig. Dadurch kann der Luftfederbalg 24 und Teile der Luftfedertöpfe 26, 28 vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt werden. Die Luftfedertöpfe 26, 28 dienen als Druckluftreservoir, um den Luftfederbalg 24 mit entsprechender Druckluft zu versorgen und die Luftfederung durch den Luftfederbalg 24 zu ermöglichen.
An einem unteren Ende des Schutzbalgs 22 oder an dem unteren Luftfedertopf 28 ist eine Lufteinlassöffnung 34 ausgebildet, um Kühlungsluft 36 in die Federanordnung 20 im Allgemeinen und in den Schutzbalg 22 einströmen zu lassen. An einem oberen Ende des Schutzbalgs 22 oder an dem oberen Luftfedertopf 26 ist eine Luftauslassöffnung 38 ausgebildet, um die Kühlungsluft 36 aus der Federanordnung 20 bzw. dem Schutzbalg 22 entweichen zu lassen. Der Schutzbalg 22, der den Luftfederbalg 24 umfänglich umgibt, ist von dem Luftfederbalg 24 in radialer Richtung beabstandet angeordnet, so dass die Kühlungsluft 36 zwischen dem Luftfederbalg 24 und dem Schutzbalg 22 in axialer Richtung der Federanordnung 20 hindurchströmen kann, wie es in 2 schematisch dargestellt ist.
Die Lufteinlassöffnung 34 ist an dem Schutzbalg 22 oder dem unteren Luftfedertopf 28 derart angeordnet, dass Fahrtwind des Kraftfahrzeugs 10 in die Lufteinlassöffnung 34 eingeleitet wird und somit eine automatische Luftzirkulation in dem Schutzbalg 22 bzw. in der Federanordnung 20 bewirkt. Auf zusätzliche Belüftungseinheiten kann dadurch verzichtet werden.
Dadurch, dass die Kühlungsluft 36 zwischen dem Schutzbalg 22 und dem Luftfederbalg 24 hindurchströmt, ist der Luftfederbalg 24 thermisch von dem Schutzbalg 22 und entsprechend von der Umgebung entkoppelt, so dass der Luftfederbalg 24 für geringere Betriebstemperaturen ausgelegt werden kann und entsprechend mit einer reduzierten Fadendichte und einer reduzierten Balgdicke bereitgestellt werden kann. Dadurch können die Federeigenschaften des Luftfederbalgs 24 erheblich verbessert werden, so dass der Feder- und Fahrkomfort des Kraftfahrzeugs 10 im Allgemeinen verbessert werden kann.
In 3 ist eine alternative Ausführungsform der Federanordnung 20 dargestellt. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei hier lediglich die Besonderheiten erläutert sind.
Der Lufteinlassöffnung 34 ist eine Belüftungseinheit 40 bzw. ein Gebläse 40 zugeordnet, das vorzugsweise elektrisch angetrieben ist, wobei das Gebläse 40 Außenluft ansaugt und als Kühlungsluft 36 in die Lufteinlassöffnung 34 einströmen lässt bzw. hineinbläst. Durch das Gebläse 40 kann eine fahrsituationsunabhängige Belüftung der Federanordnung 20 bereitgestellt werden, so dass eine zuverlässige Luftströmung in dem Schutzbalg 22 bewirkt werden kann und eine zuverlässige Kühlung des Luftfederbalgs 24 bewirkt werden kann. Dadurch kann die Betriebstemperatur des Luftfederbalgs 24 zuverlässig reduziert werden, so dass der Luftfederbalg 24 für geringe Betriebstemperaturen ausgelegt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10201321164 A1 [0004]

Claims

Federanordnung (20), insbesondere Luftfederanordnung für ein Kraftfahrzeug (10), mit: – einem Luftfederelement (24), das zwischen einem ersten und einem zweiten Verbindungselement (26, 28) gelagert ist, wobei das erste und das zweite Verbindungselement (26, 28) jeweils einen Anlageabschnitt (30, 32) aufweist, um die Federanordnung (20) an einer Fahrzeugkarosserie (12) und einem Fahrwerk (14) zu lagern, und – einem Schutzbalg (22), der das Luftfederelement (24) umfänglich umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung (20) eine Lufteinlassöffnung (34) und eine Luftauslassöffnung (38) aufweist, wobei die Lufteinlassöffnung (34) und die Luftauslassöffnung (38) in einer Längsrichtung des Schutzbalgs (22) beabstandet sind, um Kühlungsluft (36) durch den Schutzbalg (22) hindurchzuführen.
Federanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinlassöffnung (34) und/oder die Luftauslassöffnung (38) in dem Schutzbalg (22) ausgebildet sind.
Federanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinlassöffnung (36) an dem ersten Verbindungselement (28) ausgebildet ist.
Federanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftauslassöffnung (38) an dem zweiten Verbindungselement (26) ausgebildet ist.
Federanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinlassöffnung (34) derart ausgebildet ist, dass Fahrtwind in die Lufteinlassöffnung als Kühlungsluft (36) einströmen kann.
Federanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlassöffnung (34) ein Gebläse (40) zugeordnet ist, um der Lufteinlassöffnung (34) die Kühlungsluft (36) zuzuführen.
Federanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinlassöffnung (34) an einem unteren Abschnitt der Federanordnung (20) ausgebildet ist und die Luftauslassöffnung (38) an einem oberen Abschnitt der Federanordnung (20) ausgebildet ist.
Federanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzbalg (22) von dem Luftfederelement (24) beabstandet ist, sodass die Kühlungsluft (36) zwischen dem Schutzbalg (22) und dem Luftfederelement (24) hindurchströmen kann.
Federanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungselement (28) und das zweite Verbindungselement (26) jeweils als Luftfedertopf ausgebildet sind.
Kraftfahrzeug (10) mit einer Fahrzeugkarosserie (12), die einen Tragrahmen des Kraftfahrzeugs (10) bildet, einem Fahrwerk (14), das eine Mehrzahl von Rädern (18R, 18L) aufweist, und mit einer Mehrzahl von Federanordnungen (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die die Fahrzeugkarosserie (12) mit dem Fahrwerk (14) verbinden.