DE102017209288A1

DE102017209288A1 - Abrollkolbenanordnung

Info

Publication number: DE102017209288A1
Application number: DE102017209288.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Tantius; Dimitri Parason
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-06-01
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2018-12-06

Abstract

Es wird eine Abrollkolbenanordnung 1 für eine Luftfederung eines Kraftfahrzeugfederbeins 11 vorgeschlagen, umfassend einen Abrollkolben 2, sowie einen Abrollkolbenträger 3 zur Befestigung des Abrollkolbens 2 an einem weiteren Bauteil des Kraftfahrzeugfederbeins 11, wobei der Abrollkolben 2 und der Abrollkolbenträger 3 formschlüssig miteinander verbunden sind.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Formschlussverbindung als eine Verzahnung ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abrollkolbenanordnung für eine Luftfederung eines Kraftfahrzeugfederbeins.
Aus dem Stand der Technik sind Abrollkolbenanordnungen für die Luftfederung eines Kraftfahrzeugs bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 100 59 447 A1 ein Luftfederbein mit einem Schwingungsdämpfer und einer damit kombinierten Luftfederung umfassend einen Luftfederbalg und eine sich an dem Außenrohr des Schwingungsdämpfers abstützende Abrollkolbenanordnung mit einem Abrollkolben und einem Abrollkolbenträger.
Im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs werden minimale Bewegungen von dem Kraftfahrzeugrad über den Schwingungsdämpfer auf die Abrollkolbenanordnung der Luftfederung übertragen. Diese verursachen Mikrobewegungen zwischen dem Abrollkolben und einem mit dem Schwingungsdämpfer fest verbundenem Abrollkolbenträger. Die übertragenen Mikrobewegungen sind als ein Geräusch wahrnehmbar, welches als unangenehm empfunden werden kann.
Die DE 101 11 242 C1 zeigt eine weitere Variante einer Abrollkolbenanordnung für die Luftfederung eines Kraftfahrzeugs. Zwischen der Abrollkolbenanordnung und dem Schwingungsdämpfer in der in DE 101 11 242 C1 dargestellten Ausführung ist ein Elastomer vorgesehen. Die Verwendung eines Elastomers um den Schwingungsdämpfer von der Abrollkolbenanordnung würde das vorstehen erläuterte Problem der Entstehung von Mikrobewegungen zumindest lindern. Jedoch wandert ein Elastomer mit der Zeit bei hohen Belastungen von seinem ursprünglich vorgesehenem Platz nach außen und der erzielte Effekt geht verloren.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine alternative Abrollkolbenanordnung anzugeben, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet.
Diese Aufgabe wird durch eine gemäß dem Patentanspruch 1 ausgeführte Abrollkolbenanordnung gelöst. Somit sind der Abrollkolben und der Abrollkolbenträger formschlüssig miteinander verbunden wobei die Formschlussverbindung als eine Verzahnung ausgeführt ist.
Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante weisen der Abrollkolben und der Abrollkolbenträger radial verlaufende Zähne mit Zahnflanken, Zahnspitzen und zwischen den Zähnen ausgeführtem Zahnboden auf und die Formschlussverbindung des Abrollkolbens mit dem Abrollkolbenträger als eine planseitige Verzahnung, insbesondere als eine Hirth-Verzahnung ausgeführt ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante weisen der Abrollkolben und der Abrollkolbenträger radial verlaufende Zähne mit Zahnflanken, Zahnspitzen und zwischen den Zähnen ausgeführtem Zahnboden auf. Die Formschlussverbindung des Abrollkolbens mit dem Abrollkolbenträger ist als eine planseitige Verzahnung, insbesondere als eine Hirth-Verzahnung ausgeführt. Diese Verzahnung ist höchst vorteilhaft auf eine einfache Weise durch drehen, stanzen oder durch ein anderes dem zuständigen Fachmann bekanntes spanloses Verformungsverfahren oder auch ein spanbildendes Verfahren wie beispielsweise durch Fräsen hergestellt werden.
Vorteilhafterweise kann die Formschlussverbindung derart ausgeführt sein, dass die Zahnflanken des Abrollkolbens sich an den Zahnflanken des Abrollkolbenträgers axial und radial abstützen und das zwischen den Zahnspitzen des Abrollkolbens und dem Zahnboden des Abrollkolbenträgers, bzw. zwischen dem Zahnspitzen des Abrollkolbenträgers und dem Zahnboden des Abrollrollkolbens ein Spalt vorgesehen ist. Dadurch wird die radiale und axiale Abstützung des Abrollkolbens an den Abrollkolbenträger in einem hohen Maße stabilisiert.
Es kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Abrollkolbenanordnung mindestens eine Orientierungsanordnung umfasst. Dadurch kann der Abrollkolben an dem Abrollkolbenträger definiert positioniert werden.
Die Orientierungsanordnung kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante mindestens ein an dem Abrollkolbenträger oder auch an dem Abrollkolben oder auch an beiden Bauteilen ausgeführtes Orientierungselement umfassen. Das Orientierungselement kann als ein Vorsprung oder auch als eine Ausnehmung, ein Stift, eine Schraube oder auch als eine Bohrung mit oder ohne Gewinde ausgeführt sein.
Sind die Orientierungselemente der Orientierungsanordnung jeweils an dem Abrollkolbenträger und an dem Abrollkolben ausgeführt, so können sie gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel derart ausgebildet sein, dass diese in zusammengebauten Zustand der Abrollkolbenanordnung einen Formschluss miteinander bilden.
Das Kraftfahrzeugfederbein kann vorteilhafterweise einen Schwingungsdämpfer mit einem Außenrohr umfassen, wobei der Abrollkolbenträger der Abrollkolbenanordnung mit dem Außenrohr des Schwingungsdämpfers fest verbunden ist. Diese Verbindung kann auf einfache Weise stoffschlüssig, durch schweißen, löten oder kleben, oder auch kraftschlüssig realisiert sein.
Gemäß folgenden Figuren soll die Erfindung nun näher erläutert werden.
Es zeigen:

1: eine abschnittsweise Seitenansicht eines Kraftfahrzeugfederbeins, umfassend eine beispielsweise Ausführungsvariante einer Abrollkolbenanordnung gemäß Patentanspruch 1, mit einem teilweisen Ausschnitt aus der Abrollkolbenanordnung;
2: eine Draufsicht auf ein die Abrollkolbenanordnung umfassendes Kraftfahrzeugfederbein gemäß 1;
3: eine Draufsicht auf einen nach 1 ausgeführten Abrollkolben;
4: eine vergrößerte Darstellung einer beispielsweisen Ausführungsvariante einer Verzahnung gemäß Patentanspruch 1;
5: eine weitere beispielsweise Ausführungsvariante einer Verzahnung gemäß Patentanspruch 1.

Die 1 zeigt zunächst ausschnittweise eine Ausführungsvariante eines Kraftfahrzeugfederbeins 11 mit einer daran montierten Abrollkolbenanordnung 1.
Die Abrollkolbenanordnung 1 umgreift das Außenrohr 13 des Schwingungsdämpfers 12 des Kraftfahrzeugfederbeins 11 in Umfangsrichtung. Die Abrollkolbenanordnung 1 umgreift einen Abrollkolbenträger 3 ebenfalls in Umfangsrichtung, wobei der Abrollkolbenträger 3 an dem Außenrohr 13 des Schwingungsdämpfers 12 fest angeordnet ist und mit diesem stoffschlüssig oder kraftschlüssig verbunden ist.
Der hier dargestellte Abrollkolbenträger 3 umfasst einen hülsenförmigen Abschnitt 15, welcher das Außenrohr 13 des Schwingungsdämpfers 12 in Umfangsrichtung umgreift und einen sich von dem hülsenförmigen Abschnitt 15 radial nach außen erstreckenden tellerförmigen oder auch scheibenförmigen Abschnitt 16. Auf dem tellerförmigen Abschnitt 16 ist einmal ein Zentrierbauteil 14 angeordnet, welches den hülsenförmigen Abschnitt 15 des Abrollkolbenträgers 3 in Umfangsrichtung umgreift und sich radial an diesem abstützt. Darüber hinaus stützt sich das Zentrierbauteil 14 axial an dem tellerförmigen Abschnitt 16 des Abrollkolbenträgers 3 ab.
Das Zentrierbauteil 14 dient der Zentrierung des sich an dem tellerförmigen Abschnitt 16 des Abrollkolbenträgers 3 abstützenden Abrollkolbens 2. Der Abrollkolben 2 und der Abrollkolbenträger 3 sind formschlüssig miteinander verbunden. Die Formschlussverbindung der beiden Bauteile des Abrollkolbenträgers 3 und des Abrollkolbens 2 ist als eine feine Verzahnung ausgeführt. Diese Verzahnung ist in dem in der 2 dargestelltem Ausführungsbeispiel sowie in den 2 und 3 abgebildeten Beispielen als eine planseitige Verzahnung, insbesondere als eine Hirth-Verzahnung ausgeführt.
Die Abrollkolbenanordnung 1 umfasst des Weiteren eine Orientierungsanordnung 10 mit einem an dem Abrollkolben 2 als eine Ausnehmung ausgeführtem Orientierungselement 10a und einem an dem Abrollkolbenträger 3 als ein Vorsprung oder als eine Erhebung ausgeführtem Orientierungselement 10b. Die beiden Orientierungselemente 10a, 10b der Orientierungsanordnung 10 sind derart ausgebildet, dass diese in dem in 1 dargestelltem zusammengebauten Zustand der Abrollkolbenanordnung 1 einen Formschluss miteinander bilden. Dadurch ist der Abrollkolben 2 an dem Abrollkolbenträger 3 definiert positioniert.
Bei der 2 handelt es sich um eine Draufsicht auf einen Querschnitt des Kraftfahrzeugfederbeins 11 gemäß 1. Es ist deutlich dargestellt, dass die Verzahnung auf dem Abrollkolbenträger 3 radial außen umlaufend ausgeführt ist.
Diese umfasst radial verlaufende Zähne 5b.
Darüber hinaus ist sichtbar, dass an dem Abrollkolbenträger 3 ein als eine Erhebung ausgeführtes Orientierungselement 11b angeordnet ist.
Die 3 zeigt einen Abrollkolben 2, wobei dieser derart ausgebildet ist, dass die Verzahnung mit den Zähnen 5a sowie das Orientierungselement 10a sichtbar ist. Die Verzahnung auf dem Abrollkolben 2 ist ebenfalls radial außen umlaufend angeordnet.
Die 4 und 5 zeigen jeweils in einer vergrößerten Ausschnittdarstellung die formschlüssige Verbindung der beiden Bauteile Abrollkolbenträger 3 und des Abrollkolbens 2. Dabei zeigt die 5 ein Ausführungsbeispiel, wonach die Zähne 5a, 5b der Verzahnung jeweils trapezförmig ausgeführt sind, wohingegen die in der 4 dargestellten Zähne 5a, 5b der Verzahnung der beiden Bauteile des Abrollkolbens 2 mit dem Abrollkolbenträger 3 eine abgerundete Form der Zahnspitzen 7a, 7b sowie der Zahnböden 8a, 8b vorsehen.
In beiden Figuren ist es deutlich sichtbar, dass die Verzahnung derart ausgeführt ist, dass die Zahnflanken 6a des Abrollkolbens 2 sich an den Zahnflanken 6b des Abrollkolbenträgers 3 axial und radial abstützen. Darüber hinaus ist in den 4 und 5 deutlich dargestellt, dass zwischen den Zahnspitzen 7a des Abrollkolbens 2 und dem Zahnboden 8b des Abrollkolbenträgers 3, sowie zwischen den Zahnspitzen 7b des Abrollkolbenträgers 3 und dem Zahnboden 8a des Abrollkolbens 2 jeweils ein Spalt 9a, 9b vorgesehen ist.
Bezugszeichenliste

1: Abrollkolbenanordnung
2: Abrollkolben
3: Abrollkolbenträger
5a: Zahn des Abrollkolbens
5b: Zahn des Abrollkolbenträgers
6a: Zahnflanke des Abrollkolbens
6b: Zahnflanke des Abrollkolbenträgers
7a: Zahnspitze des Abrollkolbens
7b: Zahnspitze des Abrollkolbenträgers
8a: Zahnboden des Abrollkolbens
8b: Zahnboden des Abrollkolbenträgers
9a: Spalt
9b: Spalt
10: Orientierungsanordnung
10a: Orientierungselement des Abrollkolbens
10b: Orientierungselement des Abrollkolbenträgers
11: Kraftfahrzeugfederbein
12: Schwingungsdämpfer
13: Außenrohr
14: Zentrierbauteil
15: Hülsenförmiger Abschnitt des Abrollkolbenträgers
16: Tellerförmiger Abschnitt des Abrollkolbenträgers

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 10059447 A1 [0002]
DE 10111242 C1 [0004]

Claims

Abrollkolbenanordnung (1) für eine Luftfederung eines Kraftfahrzeugfederbeins (11) umfassend einen Abrollkolben (2), sowie einen Abrollkolbenträger (3) zur Befestigung des Abrollkolbens (2) an einem weiteren Bauteil des Kraftfahrzeugfederbeins (11), wobei der Abrollkolben (2) und der Abrollkolbenträger (3) formschlüssig miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet dass die Formschlussverbindung als eine Verzahnung ausgeführt ist.
Abrollkolbenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abrollkolben (2) und der Abrollkolbenträger (3) radial verlaufende Zähne (5a;5b) mit Zahnflanken (6a;6b), Zahnspitzen (7a;7b) und zwischen den Zähnen (5a;5b) ausgeführtem Zahnboden (8a;8b) aufweisen und die Formschlussverbindung des Abrollkolbens (2) mit dem Abrollkolbenträger (3) als eine planseitige Verzahnung, insbesondere als eine Hirth-Verzahnung ausgeführt ist.
Abrollkolbenanordnung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussverbindung derart ausgeführt ist, dass die Zahnflanken (6a) des Abrollkolbens (2) sich an den Zahnflanken (6b) des Abrollkolbenträgers (3) axial und radial abstützen.
Abrollkolbenanordnung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussverbindung derart ausgeführt ist, dass zwischen den Zahnspitzen (7a) des Abrollkolbens (2) und dem Zahnboden (8b) des Abrollkolbenträgers (3) und/oder zwischen den Zahnspitzen (7b) des Abrollkolbenträgers (3) und dem Zahnboden (8a) des Abrollkolbens (2) ein Spalt (9a;9b) ausgeführt ist.
Abrollkolbenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrollkolbenanordnung (1) mindestens eine Orientierungsanordnung (10) umfasst.
Abrollkolbenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Orientierungsanordnung (10) mindestens ein an dem Abrollkolbenträger (3) und/oder an dem Abrollkolben (2) ausgeführtes Orientierungselement (10a;10b) umfasst.
Abrollkolbenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Abrollkolbenträger (3) und an dem Abrollkolben (2) jeweils mindestens ein Orientierungselement (10a;10b) ausgeführt ist, wobei diese im zusammengebauten Zustand der Abrollkolbenanordnung (1) miteinander einen Formschluss bilden.
Kraftfahrzeugfederbein (11) dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeugfederbein (11) eine Abrollkolbenanordnung (1) umfasst, welche gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt ist.
Kraftfahrzeugfederbein (11) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet dass das Kraftfahrzeugfederbein (11) einen Schwingungsdämpfer (12) mit einem Außenrohr (13) umfasst und dass der Abrollkolbenträger (3) der Abrollkolbenanordnung (1) mit dem Außenrohr (13) des Schwingungsdämpfers (12) fest verbunden ist
Kraftfahrzeugfederbein (11) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abrollkolbenträger (3) mit dem mit dem Außenrohr (13) des Schwingungsdämpfers (12) stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden ist.