DE102017210543A1

DE102017210543A1 - Fahrzeugluftfederbein mit Drehverriegelungsverschlussabdeckung

Info

Publication number: DE102017210543A1
Application number: DE102017210543.7A
Authority: DE
Inventors: Sunny Makkar; Garrett Mark Pniewski; Christian Schallmeier; Holger Wehaus
Original assignee: Continental Automotive Systems Inc
Current assignee: Continental Automotive Systems Inc
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2017-06-22
Publication date: 2018-01-11
Also published as: US20180009283A1; US10618366B2; CN107584980A; CN107584980B

Abstract

Es wird ein Luftfederbein für ein Fahrzeug bereitgestellt, das einen Hydraulikzylinder, der ein unteres Ende zur Verbindung mit einem Aufhängungssystem des Fahrzeugs aufweist; einen in dem Hydraulikzylinder verschiebbar befestigten Hydraulikkolben; eine mit dem Hydraulikkolben verbundene Kolbenstange; einen Luftfederbefestigungskörper, der mit dem Hydraulikzylinder verbunden ist; einen Luftfederbalg, dessen unteres Ende mit dem Luftfederbefestigungskörper verbunden ist; eine obere Kappe, die die Kolbenstange umgibt und mit einem oberen Ende des Federbalgs verbunden ist, und eine Drehverriegelungsverschlussabdeckung, die mit der oberen Kappe verbunden ist, umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Aufhängungssysteme für Kraftfahrzeuge. Insbesondere bezieht sich das Gebiet der vorliegenden Erfindung auf Luftfederbeine für Kraftfahrzeuge.
Viele Oberklassekraftfahrzeuge mit Frontantrieb weisen Aufhängungen mit Luftfederbeinen an ihren Frontecken auf. Ein Luftfederbein ist im Grunde genommen ein hydraulischer Stoßdämpfer, der eine parallel befestigte Luftfeder aufweist. Ein Hydraulikzylinder des Stoßdämpfers weist ein unteres Ende auf, das zur Verbindung mit einer Aufhängungskomponente des Fahrzeugrads konfiguriert ist. Eine Kolbenstange erstreckt sich aus einem oberen Ende des Hydraulikzylinders des Stoßdämpfers vertikal nach oben. Ein oberes Ende der Kolbenstange des hydraulischen Stoßdämpfers ist mit einer elastomerem Buchse verbunden.
Das obere Ende des Hydraulikzylinders des Stoßdämpfers ist mit einem unteren Ende eines Luftfederbalgs verbunden. Ein oberes Ende des Balgs ist mit einer oberen Kappe verbunden. Ein oberes Ende der oberen Kappe weist einen äußeren radialen Flansch zur Verbindung mit der Fahrzeugkarosserie auf. Die obere Kappe weist einen unteren radial nach innen ausgerichteten Flansch mit einer mittleren Öffnung, durch die hindurch sich die Kolbenstange erstreckt, auf. Die zuvor erwähnte Buchse liegt auf der Oberseite des unteren Flanschs der oberen Kappe auf. Zum Abdecken der Buchse und zum Abdichten der durch Luftfederbalge gebildeten Luftfeder ist eine Verschlussabdeckung vorgesehen. In der Regel wird die Verschlussabdeckung durch eine Stahlscheibe in der oberen Kappe in Position gehalten, die durch einen Verriegelungsring in Position gesichert wird. Der Verriegelungsring ist in eine Nut an einem Innendurchmesser der oberen Kappe eingepasst. Zur Verhinderung einer Beschädigung des Verriegelungsrings durch Feuchtigkeit aus der Umgebung ist die zuvor erwähnte Scheibe in der Regel mit einer Gummimuffe abgedeckt. Um Gewicht einzusparen, ist die obere Kappe oder das Verschlussglied oftmals aus Aluminium hergestellt. Da die obere Kappe, das Verschlussglied und der Verriegelungsring (in der Regel aus Stahl hergestellt) oftmals aus unterschiedlichen metallischen Materialien hergestellt sind, können zur Verhinderung galvanischer Korrosion relativ kostenintensive Terostat-Beschichtungen erforderlich werden. Es ist wünschenswert, ein Luftfederbein für Kraftfahrzeuge mit einer Verschlussgliedkonfiguration zu versehen, die keine kostenintensiven Beschichtungen zur Verhinderung galvanischer Korrosion erfordert. Es ist wünschenswert, ein Luftfederbein für Kraftfahrzeuge mit einer Verschlussgliedkonfiguration zu versehen, die keine Gummimuffe erfordert. Es ist wünschenswert, ein Luftfederbein für Kraftfahrzeuge mit einem durch Drehverriegelung verbundenen Verschlussglied zu versehen. Es ist wünschenswert, ein Luftfederbein für Kraftfahrzeuge bereitzustellen, das die Anzahl erforderlicher Teile reduziert und einfacher als die zuvor bereitgestellten ist.
Um den oben erwähnten und weiteren Anforderungen zu entsprechen, wird eine Offenbarung der vorliegenden Erfindung angeführt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform bietet die vorliegende Erfindung die Freiheit eines Luftfederbeins für ein Fahrzeug, das einen Hydraulikzylinder umfasst, der ein unteres Ende zur Verbindung mit einem Aufhängungssystem des Fahrzeugs aufweist. Es ist ein in dem Hydraulikzylinder verschiebbar befestigter Hydraulikkolben vorgesehen, der eine verbundene Kolbenstange aufweist. Ein Luftfederbefestigungskörper ist vorgesehen, der mit dem Hydraulikzylinder verbunden ist. Ein Luftfederbalg ist vorgesehen, dessen unteres Ende mit dem Luftfederbefestigungskörper verbunden ist. Eine obere Kappe ist vorgesehen, die die Kolbenstange umgibt. Die obere Kappe ist mit einem oberen Ende des Federbalgs verbunden. Die obere Kappe weist einen äußeren Flansch zur Verbindung mit einer Karosserie eines Fahrzeugs auf. Die obere Kappe weist eine Bohrung mit einem unteren radial nach innen vorragenden Flansch und eine obere Öffnung mit radial nach innen vorragenden Keilverzahnungszähnen auf. Eine Buchse ist vorgesehen, die mit der Kolbenstange verbunden ist. Die Buchse ist über und an dem unteren Flansch der oberen Kappe positioniert. Eine Drehverriegelungsverschlussabdeckung ist vorgesehen, die einen Körper aufweist, der durch Drehverriegelung mit der oberen Kappe verbunden werden kann.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung gehen aus der hier im Folgenden bereitgestellten detaillierten Beschreibung hervor. Es versteht sich, dass, obgleich die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angeben, sie lediglich der Veranschaulichung dienen sollen und nicht den Schutzumfang der Erfindung einschränken sollen.
Die vorliegende Erfindung wird durch die detaillierte Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen verständlicher; in den Zeichnungen zeigen:
1 eine Schnittansicht eines Luftfederbeins einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine vergrößerte Draufsicht einer oberen Kappe des in 1 gezeigten Luftfederbeins von oben;
3 eine Schnittansicht der in 1 und 2 gezeigten oberen Kappe;
4 eine vergrößerte Draufsicht einer Verschlussabdeckung des in 1 gezeigten Luftfederbeins von oben;
5 eine reduzierte Schnittansicht entlang der Linie 4-4 von 4 der Verschlussabdeckung von 4;
6 eine reduzierte Schnittansicht entlang der Linie 6-6 der Verschlussabdeckung von 4;
7 eine Draufsicht der in 5 und 6 gezeigten Verschlussabdeckung von der Seite.
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) ist lediglich beispielhaft und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendungen keineswegs beschränken.
Mit Bezug auf 1–7 wird ein Fahrzeugluftfederbein 7 gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Diese Art von Federbein ist besonders nützlich bei Oberklassepersonenkraftfahrzeugen bei Frontantriebsanwendungen. Das Federbein 7 weist einen Hydraulikzylinder 10 auf. Der Hydraulikzylinder 10 weist ein unteres Ende 12 auf, das zur Verbindung mit einem Aufhängungssystem eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) ausgeführt ist. Ein Kolben 14 (schematisch gezeigt) ist verschiebbar in dem Hydraulikzylinder 10 befestigt. Eine Kolbenstange 16 ist mit dem Kolben 14 verbunden. Eine Luftfederbefestigung 20 ist mit dem Hydraulikzylinder 10 fest verbunden.
Das Luftfederbein 7 ist mit einem Federbalg 22 versehen. Der Federbalg 22 weist ein unteres Ende 24 auf, das durch einen Haltering 26 an der Federbefestigung 20 festgehalten wird. Eine untere Falte 28 des Federbalgs 22 wird auf ihrer Innenseite durch einen pneumatischen Kolben 30 gehalten und wird auf ihrer Außenseite durch eine Federabdeckung 32 gehalten. Ein unterer Abschnitt 33 des pneumatischen Kolbens 30 ist mit einer Expansionsmuffe 35 verbunden, die wiederum mit einem unteren Ende 34 der Federabdeckung 32 verbunden ist. Eine Reihe von Löchern 37, die in der Federbefestigung 20 definiert werden, gestatten ein Strömen von Luft zwischen einem Inneren des Federbalgs 22 und einem Inneren des pneumatischen Kolbens 30. Eine Dichtung 39 dichtet ein unteres Ende des Innenraums des pneumatischen Kolbens 30 ab.
Das Luftfederbein 7 ist mit einer oberen Kappe 50 versehen. Die obere Kappe 50 ist in der Regel aus Stahl, Aluminium, Kunststoff oder einer Kombination aus Materialien hergestellt. Die obere Kappe 50 weist einen äußeren Flansch 52 auf. Der äußere Flansch 52 gestattet ein Verbolzen des Federbeins 7 durch drei Bolzenbefestigungsmittel 54 mit einem Fahrzeugkarosseriefederbeindom (nicht gezeigt). Die obere Kappe 50 weist entlang einer radialen äußeren Seite einen gerippten Abschnitt 56 auf. Ein Haltering 58 hält einen oberen Abschnitt 57 des Federbalgs dahingehend fest, den Federbalg 22 abdichtend mit dem gerippten Abschnitt 56 der oberen Kappe 50 zu verbinden. Ein Formungsring 59 ist an einer Unterseite des Flanschs 52 der oberen Kappe 50 vorgesehen. Eine obere Falte 29 des Federbalgs 22 wird durch den Formungsring 59 geformt und liegt an diesem an. Der Formungsring 59 umgibt den Haltering 58.
Die obere Kappe 50 weist eine innere Bohrung 60 mit mehreren Durchmessern auf. Die Bohrung der oberen Kappe weist einen geringfügig geneigten Abschnitt 61 zur Bereitstellung von Werkzeugentformung auf. Die innere Bohrung 60 weist einen radial nach innen vorragenden Flansch 62 auf. Die innere Bohrung 60 der oberen Kappe 50 weist einen Dichtungsdurchmesserabschnitt 64 auf. Neben dem Dichtungsdurchmesserabschnitt 64 befindet sich eine ringförmige Nut 66. Die innere Bohrung 60 der oberen Kappe 50 weist eine keilverzahnte Öffnung 68 auf, die radial nach innen vorragende Keilverzahnungszähne 70 aufweist. Die Keilverzahnungszähne 70 kragen über der ringförmigen Nut 66 vor und weisen an ihrer Spitze einen Werkzeugkegel 69 auf. Der nach innen vorragende Flansch 62 der oberen Kappe 50 weist eine Öffnung 72 auf, die gestattet, dass sich die Kolbenstange 16 dort hindurch erstreckt. Eine Staubmuffe verhindert das Eindringen von Schmutz zwischen die obere Kappe 50 und die Federabdeckung 32. Ein Zwischenhaltering 73 hält einen mittleren Abschnitt des Federbalgs 22 an der Federabdeckung 32. Unter der oberen Kappe 50 ist ein Gummifederanschlag 100 verbunden, der als ein Balkenfederanschlag zur Begrenzung einer Bewegung des Fahrzeugrahmens (nicht gezeigt) in einer Richtung zu dem unteren Ende 12 des Hydraulikzylinders hin wirkt.
Eine Stahlscheibe 80 wird durch eine Mutter 82 an einem Ende der Kolbenstange gehalten. Die Scheibe 80 stellt eine Befestigung für eine zusammendrückbare Gummidämpferbuchse 82 bereit. Ein unteres Ende der Buchse 82 befindet sich neben dem radial nach innen vorragenden Flansch 62 der oberen Kappe.
Es ist eine polymere Drehverriegelungsverschlussabdeckung 90 (vorzugsweise aus einem nylonfaserverstärkten Material) vorgesehen. Die Verschlussabdeckung 90 weist eine ringförmige Nut 110 zur Aufnahme eines Ringdichtglieds 83 zum Abdichten gegen den Dichtungsabschnitt 64 der oberen Kappe auf. Die Verschlussabdeckung 90 weist eine mittlere konische hohle Kuppel 98 auf, wobei ein Flansch 99 durch eine horizontale sich radial nach außen erstreckende Basis 100 mit einem sich allgemein axial erstreckenden Randabschnitt 102 gebildet wird. Der sich axial erstreckende Randabschnitt 102 ist mit den zahnradartigen Zähnen 92 verbunden. Die zahnradartigen Zähne 92 gestatten ein Einführen der Verschlussabdeckung 90 in die keilverzahnte Öffnung 68 der oberen Kappe 50 zur Einpassung in die ringförmige Nut 66 der oberen Kappe 50. Vorzugsweise gibt es mindestens vier zahnradartige Zähne 92. Die Verschlussabdeckung 90 weist radiale Rippen 97 auf. Die zahnradartigen Zähne 92 sind auf die radialen Rippen 97 ausgerichtet.
Die Rippen 97 verbinden einen oberen Abschnitt 106 der konischen Kuppel 98 mit dem Basisabschnitt 100 des Flanschs 99 sowie mit dem sich axial erstreckenden Randabschnitt 102. Während des Verbauens der Verschlussabdeckung 90 mit einem Rest des Luftfederbeins 7 sind die zahnradartigen Zähne 92 der Verschlussabdeckung 90 auf die keilverzahnte Öffnung 68 der oberen Kappe 50 ausgerichtet. Eine untere Fläche der sich radial nach außen erstreckenden Basis 100 wird dazu verwendet, eine Oberseite der Buchse 82 zusammenzudrücken. Die Verschlussabdeckung 90 wird dann dahingehend gedreht, ihre zahnradartigen Zähne 92 zur Positionierung unter den Keilverzahnungszähnen 70 der oberen Kappe 50 zu präsentieren. Die auf die Buchse 82 ausgeübte Zusammendrückungskraft wird abgestellt. Der obige Schritt bewirkt, dass die Verschlussabdeckung 90 durch die Buchse 82 elastisch nach oben gedrückt wird und an der oberen Kappe 50 festgehalten wird, wodurch die Dämpfungsbuchse 82 gegen den inneren Flansch 62 der oberen Kappe arretiert wird, wodurch die Kolbenstange 16 mit der oberen Kappe 50 verbunden wird.
Die zahnradartigen Zähne 92 der Verschlussabdeckung 92 weisen eine Vertiefung 121 mit Seiten 123 zum Aufnehmen und radialen Festhalten einer Unterseite der Keilverzahnungszähne 70 der Verschlussabdeckung auf. Durch die Positionierung der Keilverzahnungszähne 70 der oberen Kappe in den Vertiefungen 121 der zahnradartigen Zähne 92 wird eine Drehung der Verschlussabdeckung 90 behindert, wonach die Verschlussabdeckung 90 in Position verriegelt wird, wodurch ein unbeabsichtigtes Lösen der Verschlussabdeckung 90 bei Betrieb des Federbeins 7 während des Fahrzeugbetriebs verhindert wird.
Die Beschreibung der Erfindung ist rein beispielhaft, und somit sollen Variationen, die nicht von dem Kern der Erfindung abweichen, innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung liegen. Solche Variationen sind nicht als Abweichung vom Gedanken und Schutzbereich der Erfindung anzusehen.

Claims

Luftfederbein für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Hydraulikzylinder, der ein unteres Ende zur Verbindung mit einem Aufhängungssystem des Fahrzeugs aufweist; einen in dem Hydraulikzylinder verschiebbar befestigten Hydraulikkolben; eine Kolbenstange, die mit dem Hydraulikkolben verbunden ist; einen Luftfederbefestigungskörper, der mit dem Hydraulikzylinder verbunden ist; einen Luftfederbalg, dessen unteres Ende mit dem Luftfederbefestigungskörper verbunden ist; eine obere Kappe, die die Kolbenstange umgibt und mit einem oberen Ende des Federbalgs verbunden ist, wobei die obere Kappe einen äußeren Flansch zur Verbindung mit einer Karosserie des Fahrzeugs aufweist und die obere Kappe eine Bohrung mit einem unteren radial nach innen vorragenden Flansch und eine obere Öffnung mit radial nach innen vorragenden Keilverzahnungszähnen aufweist; eine Buchse, die mit der Kolbenstange verbunden ist und über und an dem unteren Flansch der oberen Kappe positioniert ist; und eine Verschlussabdeckung, die einen Körper aufweist, der gestattet, dass die Verschlussabdeckung in die obere Öffnung der Bohrung der oberen Kappe eingeführt und durch Drehverriegelung mit der oberen Öffnung der Bohrung der oberen Kappe verbunden wird.
Luftfederbein nach Anspruch 1, wobei der Verschlussabdeckungskörper einen äußeren Flansch mit zahnradartigen Zähnen aufweist.
Luftfederbein nach Anspruch 1, wobei die Verschlussabdeckung aus einem polymeren Material hergestellt ist.
Luftfederbein nach Anspruch 1, wobei die Bohrung der oberen Kappe kegelförmig ist.
Luftfederbein nach Anspruch 1, wobei die Verschlussabdeckung durch ein Dichtungsglied, das in einer ringförmigen Nut der Verschlussabdeckung vorgesehen ist, mit der oberen Kappe abdichtend verbunden ist.
Luftfederbein nach Anspruch 2, wobei die Verschlussabdeckung Rippen aufweist, die auf die Zahnradzähne des Flanschs ausgerichtet sind.
Luftfederbein nach Anspruch 1, wobei die obere Kappe aus einer Gruppe von Materialien, darunter Stahl, Aluminium, Kunststoff oder eine Kombination daraus, hergestellt ist.
Luftfederbein nach Anspruch 2, wobei die zahnradartigen Zähne des äußeren Flanschs der Verschlussabdeckung eine Vertiefung zur Aufnahme von Keilverzahnungszähnen der oberen Kappe aufweisen.
Luftfederbein nach Anspruch 1, wobei die Verschlussabdeckung eine hohle konische mittlere Kuppel aufweist, die mit einer horizontalen Basis verbunden ist, wobei die horizontale Basis mit einem axialen Rand verbunden ist und die Abdeckung Rippen aufweist, die die Kuppel, die Basis und den axialen Rand verbinden.
Luftfederbein nach Anspruch 9, wobei die Rippen der Verschlussabdeckung mit einem oberen Abschnitt der hohlen konischen mittleren Kuppel der Verschlussabdeckung verbunden sind.
Luftfederbein für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Hydraulikzylinder, der ein unteres Ende zur Verbindung mit einem Aufhängungssystem des Fahrzeugs aufweist; einen in dem Hydraulikzylinder verschiebbar befestigten Hydraulikkolben; eine Kolbenstange, die in dem Hydraulikkolben verbunden ist; einen Luftfederbefestigungskörper, der mit dem Hydraulikzylinder verbunden ist; einen Luftfederbalg, dessen unteres Ende mit dem Luftfederbefestigungskörper verbunden ist; eine obere Kappe, die die Kolbenstange umgibt und mit einem oberen Ende des Federbalgs verbunden ist, wobei die obere Kappe einen äußeren Flansch zur Verbindung mit einer Karosserie des Fahrzeugs aufweist und die obere Kappe eine Bohrung mit einem unteren radial nach innen vorragenden Flansch und eine obere Öffnung mit radial nach innen vorragenden Keilverzahnungszähnen aufweist; eine Buchse, die mit der Kolbenstange verbunden ist und über und an dem unteren Flansch der oberen Kappe positioniert ist; und eine polymere Verschlussabdeckung, die einen Körper mit einem äußeren Flansch mit mindestens vier zahnradartigen Zähnen aufweist, wobei die zahnradartigen Zähne der Verschlussabdeckung eine obere Vertiefung zur Aufnahme der Keilverzahnungszähne der oberen Kappe aufweisen, wobei die Verschlussabdeckung in die obere Öffnung der Bohrung der oberen Kappe einführbar ist und die Verschlussabdeckung dahingehend gedreht und unter den Keilverzahnungszähnen der oberen Öffnung der Bohrung der oberen Kappe festgehalten werden kann, die Dämpfungsbuchse gegen den unteren Flansch der oberen Kappe zu arretieren, wobei die Verschlussabdeckung eine mittlere konische hohle Kuppel aufweist, wobei ein äußerer Flansch durch eine horizontale Basis mit einem sich allgemein axial erstreckenden Randabschnitt gebildet wird, wobei der Rand mit den zahnradartigen Zähnen verbunden ist und die Verschlussabdeckung radiale Rippen aufweist, die einen oberen Abschnitt der Kuppel, die horizontale Basis und den Rand verbinden und auf die Keilverzahnungszähne ausgerichtet sind.
Luftfederbein nach Anspruch 11, wobei die obere Kappe aus Aluminium hergestellt ist.
Verfahren zum Verbinden einer Verschlussabdeckung mit einem Luftfederbein für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Hydraulikzylinders, der ein unteres Ende zur Verbindung mit einem Aufhängungssystem des Fahrzeugs aufweist; Bereitstellen eines in dem Hydraulikzylinder verschiebbar befestigten Hydraulikkolbens; Bereitstellen einer Kolbenstange, die mit dem Hydraulikkolben verbunden ist; Verbinden eines Luftfederbefestigungskörpers mit dem Hydraulikzylinder; Verbinden eines unteren Endes eines Luftfederbalgs mit dem Luftfederbefestigungskörper; Bereitstellen einer oberen Kappe, die die Kolbenstange umgibt, und Verbinden der oberen Kappe mit einem oberen Ende des Federbalgs, wobei die obere Kappe einen äußeren Flansch zur Verbindung mit einer Karosserie des Fahrzeugs aufweist und die obere Kappe eine Bohrung mit einem unteren radial nach innen vorragenden Flansch und eine obere Öffnung mit radial nach innen vorragenden Keilverzahnungszähnen aufweist; Verbinden einer Buchse, die über und an dem unteren Flansch der oberen Kappe positioniert ist, mit der Kolbenstange; und Bereitstellen einer Verschlussabdeckung, die einen Körper mit einem äußeren Flansch mit zahnradartigen Zähnen aufweist; Einführen der Verschlussabdeckung in die obere Öffnung der Bohrung der oberen Kappe; Zusammendrücken der Buchse in der Verschlussabdeckung; und Drehen der Verschlussabdeckung zum Festhalten der Verschlussabdeckung unter den Keilverzahnungszähnen der oberen Öffnung der Bohrung der oberen Kappe und danach Abstellen des Zusammendrückens der Buchse durch die Verschlussabdeckung zum Arretieren der Dämpfungsbuchse gegen den unteren Flansch der oberen Kappe.