DE102018210196A1 - Air spring-damper unit - Google Patents

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Abstract

Luftfeder-Dämpfer-Einheit für Fahrzeuge, die eine Luftfeder aufweist, welche mit einem Luftfederkolben (2) und einem Luftfederdeckel zwischen Fahrwerk und Karosserie des Fahrzeuges eingespannt ist und einen am Luftfederdeckel und Luftfederkolben (2) dichtend befestigten Luftfederbalg (1) aus elastomerem Material umfasst, welcher einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum wenigstens teilweise begrenzt und unter Ausbildung wenigstens einer Rollfalte (8) an dem Luftfederkolben (2) abrollt, und die einen Schwingungsdämpfer (3) besitzt, wobei der Luftfederkolben (2) über ein elastisches Kolbenlager (10) am Schwingungsdämpfer (3) gelagert ist.Air spring damper unit for vehicles, which has an air spring which is clamped with an air spring piston (2) and an air spring cover between the chassis and body of the vehicle and comprises an air spring bellows (1) made of elastomeric material which is sealingly attached to the air spring cover and air spring piston (2) , which at least partially delimits a working space filled with compressed air and rolls on the air spring piston (2) with the formation of at least one roller fold (8), and which has a vibration damper (3), the air spring piston (2) via an elastic piston bearing (10) Vibration damper (3) is mounted.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftfeder-Dämpfer-Einheit für Fahrzeuge, die eine Luftfeder aufweist, welche mit einem Luftfederkolben und einem Luftfederdeckel zwischen Fahrwerk und Karosserie des Fahrzeuges eingespannt ist und einen am Luftfederdeckel und Luftfederkolben dichtend befestigten Luftfederbalg aus elastomerem Material umfasst, welcher einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum wenigstens teilweise begrenzt und unter Ausbildung wenigstens einer Rollfalte an dem Luftfederkolben abrollt, und die einen Schwingungsdämpfer besitzt.The present invention relates to an air spring damper unit for vehicles, which has an air spring, which is clamped with an air spring piston and an air spring cover between the chassis and body of the vehicle and an air spring bellows sealingly attached to the air spring cover and air spring piston and comprising one with an elastomeric material Compressed air-filled working space is at least partially limited and rolls on the air spring piston to form at least one roller fold, and which has a vibration damper.

Aus der EP 1 479 543 A2 ist eine Luftfeder-Dämpfer-Einheit mit den vorstehend genannten Merkmalen bekannt.From the EP 1 479 543 A2 is an air spring damper unit with the features mentioned above.

Die EP 2 253 491 A1 beschreibt eine Luftfedereinheit zwischen Karosserie und Fahrwerk eines Fahrzeuges, bei der der Luftfederkolben über ein Lager mit dem Dämpferrohr verbunden ist und das Lager als ein mit dem Arbeitsraum in Verbindung stehender, spiegelbildlich zum Luftfederbalg angeordneter und mit zum Luftfederbalg entgegengesetzter Tragwirkung versehener Lagerrollbalg ausgebildet ist, dessen Abrollbewegung der Abrollbewegung des Luftfederrollbalges kinematisch entgegengesetzt ist.The EP 2 253 491 A1 describes an air spring unit between the body and chassis of a vehicle, in which the air spring piston is connected to the damper tube via a bearing and the bearing is designed as a bearing roller bellows which is connected to the working space and is mirror-inverted to the air bellows and is provided with a supporting action opposite to the air bellows Rolling movement of the rolling movement of the air spring bellows is kinematically opposite.

Generell ist es bei Luftfedern erforderlich, die durch die verschiedenen Achskonzepte verursachten Kardanik- und Torsionsbewegungen derart auszugleichen, dass eine einwandfreie Funktion von Luftfeder und Dämpfer gewährleistet wird. Dies wird in der Regel mittels zusätzlicher Bauteile, wie Kardanik- oder Torsionslager, oder Kardanikfalten des Luftfederbalges im Deckelbereich der Luftfedern ermöglicht.In general, with air springs it is necessary to compensate for the cardanic and torsional movements caused by the different axle concepts in such a way that the air spring and damper function properly. This is usually made possible by means of additional components, such as cardanic or torsion bearings, or cardanic folds of the air bellows in the lid area of the air springs.

Diese Konstruktionen haben jedoch diverse Nachteile. Zum einen benötigen sie einen relativ großen Bauraum, der bei einigen Konstruktionen die nötigen großen Luftfedervolumen negativ beeinflusst. Zum anderen sind sie recht teuer umzusetzen. Außerdem befinden sich die elastischen Bauteile in der Regel im äußeren Bereich der Luftfeder. Dadurch sind die Wirkradien relativ groß und die Bauteile dadurch recht steif, was sich nachteilig beim Komfortverhalten auswirkt.However, these designs have various disadvantages. On the one hand, they require a relatively large installation space, which in some constructions has a negative impact on the large air spring volume required. On the other hand, they are very expensive to implement. In addition, the elastic components are usually located in the outer area of the air spring. As a result, the effective radii are relatively large and the components are quite stiff, which has an adverse effect on the comfort behavior.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftfeder-Dämpfer-Einheit zu schaffen, die sich durch eine besonders einfache und kostengünstige Konstruktion auszeichnet.The present invention has for its object to provide an air spring damper unit which is characterized by a particularly simple and inexpensive construction.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Luftfeder-Dämpfer-Einheit der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass der Luftfederkolben über ein elastisches Kolbenlager am Schwingungsdämpfer gelagert ist.This object is achieved according to the invention in an air spring damper unit of the type described in the introduction in that the air spring piston is mounted on the vibration damper via an elastic piston bearing.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, die elastischen Ausgleichsfunktionen auf ein elastisches Kolbenlager zu übertragen, das auf integrative Weise diverse Funktionen übernimmt und dadurch eine Reihe von Bauteilen ersetzt. Es werden kleine Wirkradien erzielt, wodurch eine weiche Charakteristik umsetzbar wird. Generell wird ein einfacheres und kostengünstigeres Luftfederbalgkonzept möglich, und es wird ein Bauraumgewinn im Bereich des Luftfederdeckels erzielt, da in diesem Bereich entsprechende Bauteile entfallen können. Insgesamt ergibt sich dadurch eine besonders kostengünstige Gestaltung. Zusätzlich wird eine axiale Entkoppelung des Luftfederkolbens gegenüber dem Dämpfer erreicht.According to the invention, it is therefore proposed to transfer the elastic compensation functions to an elastic piston bearing, which takes over various functions in an integrative manner and thereby replaces a number of components. Small effective radii are achieved, whereby a soft characteristic can be implemented. In general, a simpler and less expensive air spring bellows concept is possible, and space is gained in the area of the air spring cover, since corresponding components can be omitted in this area. Overall, this results in a particularly inexpensive design. In addition, an axial decoupling of the air spring piston from the damper is achieved.

Das erfindungsgemäß vorgesehene elastische Kolbenlager zwischen Luftfederkolben und Schwingungsdämpfer sorgt somit für einen entsprechenden Kardanik-/Torsionsausgleich, ohne dass hierfür im Deckelbereich entsprechende Maßnahmen getroffen werden müssen. Für einen gewissen Bauraumverlust im Kolbenbereich wird ein entsprechender Volumengewinn im Deckelbereich erzielt. Das erfindungsgemäß vorgesehene elastische Kolbenlager kann diverse Funktionen übernehmen und als Kardaniklager bzw. Torsionslager wirken und für eine axiale Entkoppelung des Luftfederkolbens gegenüber dem Dämpfer sorgen.The elastic piston bearing provided according to the invention between the air spring piston and the vibration damper thus ensures appropriate cardanic / torsion compensation without corresponding measures having to be taken in the cover area. For a certain loss of installation space in the piston area, a corresponding volume gain is achieved in the lid area. The elastic piston bearing provided according to the invention can take on various functions and act as a cardanic bearing or torsion bearing and ensure an axial decoupling of the air spring piston from the damper.

Vorzugsweise ist das elastische Kolbenlager im oberen Endbereich des Luftfederkolbens angeordnet. Es befindet sich daher vorzugsweise im Bereich der Abrollfläche des Luftfederbalges am Abrollkolben und lagert den Luftfederkolben an einer geeigneten Stelle des Schwingungsdämpfers, der in bekannter Weise ausgebildet sein kann.The elastic piston bearing is preferably arranged in the upper end region of the air spring piston. It is therefore preferably located in the area of the rolling surface of the air bellows on the rolling piston and supports the air spring piston at a suitable point on the vibration damper, which can be designed in a known manner.

Was die Ausbildung des elastischen Kolbenlagers betrifft, so ist dieses vorzugsweise als Ring aus elastomerem Material oder als Ring aus elastomerem Material mit Metall- oder Kunststoffverstärkung ausgebildet.With regard to the formation of the elastic piston bearing, this is preferably designed as a ring made of elastomeric material or as a ring made of elastomeric material with metal or plastic reinforcement.

Bei einer bevorzugten Ausbildungsform ist das elastische Kolbenlager zwischen Luftfederkolben und Dämpferkappe angeordnet. Das Lager befindet sich daher bei dieser Ausführungsform sowohl im oberen Bereich des Luftfederkolbens als auch im oberen Bereich des Schwingungsdämpfers. Auch kann das elastische Kolbenlager oberhalb der Dämpferkappe mit einem vorteilhaften noch kleineren Wirkdurchmesser angeordnet sein.In a preferred embodiment, the elastic piston bearing is arranged between the air spring piston and the damper cap. The bearing is therefore in this embodiment both in the upper area of the air spring piston and in the upper area of the vibration damper. The elastic piston bearing can also be arranged above the damper cap with an advantageous, even smaller effective diameter.

Der Luftfederkolben weist zweckmäßigerweise ein Rohr zum Abrollen des Luftfederbalges und ein im Endbereich des Rohres angeordnetes Bauteil zur Fixierung des Luftfederbalgendes auf. Dabei ist das elastische Kolbenlager bei dieser Ausführungsform vorzugsweise zwischen dem Bauteil zur Fixierung des Luftfederbalgendes und dem Dämpfer, insbesondere der Dämpferkappe, angeordnet.The air spring piston expediently has a tube for rolling off the air bellows and a component arranged in the end region of the tube to fix the air bellows end. In this embodiment, the elastic piston bearing is preferably arranged between the component for fixing the air bellows end and the damper, in particular the damper cap.

In Weiterbildung der Erfindung besitzt das Bauteil zur Fixierung des Luftfederbalgendes eine Vertiefung zur Fixierung des Balgendes. Bei dieser Ausführungsform umschlingt das Balgende vorzugsweise den oberen Rand des zur Fixierung vorgesehenen Bauteiles und gelangt dann in die im Bauteil vorgesehene Vertiefung, in der das Ende fixiert wird, d. h. verspannt bzw. verklemmt wird.In a development of the invention, the component for fixing the air bellows end has a recess for fixing the bellows end. In this embodiment, the bellows preferably wraps around the upper edge of the component provided for fixation and then passes into the recess provided in the component, in which the end is fixed, ie. H. is tensioned or jammed.

Zur Fixierung des Balgendes können auch mehrere Bauteile vorgesehen sein, die am Rohr des Luftfederkolbens angeordnet sind und für ein Verspannen des Balgendes am Luftfederkolben sorgen.To fix the bellows end, several components can also be provided, which are arranged on the tube of the air spring piston and ensure tensioning of the bellows end on the air spring piston.

Um das erfindungsgemäß vorgesehene elastische Kolbenlager in Axialrichtung festzulegen, ist es vorzugsweise zwischen einem unteren und einem oberen Ansatz oder Absatz des Dämpfers und/oder Luftfederkolbens fixiert. Vorzugsweise erfolgt hierbei die Fixierung zwischen einem zum Verspannen des Balgendes vorgesehenen Bauteil und der Dämpferkappe.In order to fix the elastic piston bearing provided according to the invention in the axial direction, it is preferably fixed between a lower and an upper shoulder or shoulder of the damper and / or air spring piston. The fixation is preferably carried out between a component provided for bracing the bellows end and the damper cap.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Luftfeder-Dämpfer-Einheit weist ferner vorzugsweise eine Außenführung für den Luftfederbalg auf, die insbesondere den Abrollbereich des Luftfederbalges am Luftfederkolbenrohr sowie die Fixierung des Balges am Kolben abdeckt.The air spring-damper unit designed according to the invention also preferably has an outer guide for the air bellows, which covers in particular the rolling area of the air bellows on the air spring piston tube and the fixing of the bellows on the piston.

Verwendung findet die Luftfeder-Dämpfer-Einheit in einem Fahrwerk, vorzugsweise einem Luftfedersystem, für ein Kraftfahrzeug.The air spring damper unit is used in a chassis, preferably an air spring system, for a motor vehicle.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert.The invention is explained in detail below using an exemplary embodiment in conjunction with the drawing.

Die einzige Figur zeigt einen Teillängsschnitt durch eine Luftfeder-Dämpfer-Einheit.The only figure shows a partial longitudinal section through an air spring damper unit.

Von der Luftfeder-Dämpfer-Einheit ist in der Figur nur das untere Ende der Luftfeder und das obere Dämpferende schematisch dargestellt. Die Luftfeder besitzt einen Luftfederdeckel (nicht gezeigt) und einen Luftfederkolben 2, zwischen denen ein Luftfederbalg 1 eingespannt ist. Der Luftfederbalg 1 bildet eine Rollfalte 8 auf einer Abrollfläche des Luftfederkolbens 2. Der Luftfederkolben 2 besitzt ein Rohr 5 und ein am oberen Ende des Rohres 5 angeordnetes Bauteil 6,7 zur Fixierung (Verspannung, Verklemmung) des Balgendes. Hierzu weist das Bauteil 6,7 eine Vertiefung 11 auf, in der das Balgende festgeklemmt ist.Of the air spring damper unit, only the lower end of the air spring and the upper damper end are shown schematically in the figure. The air spring has an air spring cover (not shown) and an air spring piston 2 between which an air bellows 1 is clamped. The air bellows 1 forms a roll fold 8th on a rolling surface of the air spring piston 2 , The air spring piston 2 owns a pipe 5 and one at the top of the tube 5 arranged component 6 . 7 for fixing (tensioning, jamming) the bellows end. The component points to this 6 . 7 a deepening 11 in which the bellows end is clamped.

Der Schwingungsdämpfer 3 der Luftfeder-Dämpfer-Einheit kann in herkömmlicher Weise ausgebildet sein und ist hier nur schematisch dargestellt. Er besitzt eine obere Dämpferkappe 4, die in der gezeigten Darstellung im Schnitt winklig ausgebildet ist. Zwischen der Dämpferkappe 4 und dem Bauteil 6,7 des Luftfederkolbens 2 zur Fixierung des Balgendes ist ein elastisches Kolbenlager 10 vorgesehen, bei dem es sich um einen Ring aus elastomerem Material mit Materialverstärkung handelt. Dieses elastische Kolbenlager 10 übernimmt entsprechende elastische Ausgleichsfunktionen und wirkt hier als Kardaniklager bzw. Torsionslager. Hierdurch können entsprechende Maßnahmen im Deckelbereich der Luftfeder, wie spezielle Kardanik- oder Torsionslager oder Kardanikfalten entfallen.The vibration damper 3 the air spring damper unit can be designed in a conventional manner and is only shown schematically here. It has an upper damper cap 4 , which is angular in section in the illustration shown. Between the damper cap 4 and the component 6 . 7 of the air spring piston 2 an elastic piston bearing is used to fix the bellows end 10 provided, which is a ring made of elastomeric material with material reinforcement. This elastic piston bearing 10 takes over appropriate elastic compensation functions and acts here as a gimbal or torsion bearing. As a result, corresponding measures in the lid area of the air spring, such as special cardanic or torsion bearings or cardanic folds, can be omitted.

Zur axialen Fixierung des elastischen Kolbenlagers 10 dient ein Absatz 12 am Bauteil 6 und ein Ansatz 14 am unteren Ende der Dämpferkappe 4.For the axial fixation of the elastic piston bearing 10 serves a paragraph 12 on the component 6 and an approach 14 at the lower end of the damper cap 4 ,

Ferner zeigt die Figur eine Außenführung 9 für den Luftfederbalg 1, die über eine Manschette 13 mit dem Luftfederkolben 2 verbunden ist.The figure also shows an external guide 9 for the air bellows 1 that have a cuff 13 with the air spring piston 2 connected is.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Luftfederbalgsuspension bellows
22
LuftfederkolbenAir spring piston
33
Schwingungsdämpfervibration
44
Dämpferkappeabsorber cap
55
Rohrpipe
66
Bauteilcomponent
77
Bauteilcomponent
88th
Rollfalterolling fold
99
Außenführungexternal guide
1010
Kolbenlagerpiston bearing
1111
Vertiefungdeepening
1212
Absatzparagraph
1313
Manschettecuff
1414
Ansatzapproach

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 1479543 A2 [0002]EP 1479543 A2 [0002]
  • EP 2253491 A1 [0003]EP 2253491 A1 [0003]

Claims (10)

Luftfeder-Dämpfer-Einheit für Fahrzeuge, die eine Luftfeder aufweist, welche mit einem Luftfederkolben (2) und einem Luftfederdeckel zwischen Fahrwerk und Karosserie des Fahrzeuges eingespannt ist und einen am Luftfederdeckel und Luftfederkolben (2) dichtend befestigten Luftfederbalg (1) aus elastomerem Material umfasst, welcher einen mit Druckluft gefüllten Arbeitsraum wenigstens teilweise begrenzt und unter Ausbildung wenigstens einer Rollfalte (8) an dem Luftfederkolben (2) abrollt, und die einen Schwingungsdämpfer (3) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfederkolben (2) über ein elastisches Kolbenlager (10) am Schwingungsdämpfer (3) gelagert ist.Air spring damper unit for vehicles, which has an air spring which is clamped with an air spring piston (2) and an air spring cover between the chassis and body of the vehicle and comprises an air spring bellows (1) made of elastomeric material which is sealingly attached to the air spring cover and air spring piston (2) which at least partially delimits a working space filled with compressed air and rolls on the air spring piston (2) with the formation of at least one roller fold (8), and which has a vibration damper (3), characterized in that the air spring piston (2) has an elastic piston bearing ( 10) is mounted on the vibration damper (3). Luftfeder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Kolbenlager (10) im oberen Endbereich des Luftfederkolbens (2) angeordnet ist.Air spring damper unit after Claim 1 , characterized in that the elastic piston bearing (10) is arranged in the upper end region of the air spring piston (2). Luftfeder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Kolbenlager (10) als Ring aus elastomerem Material ausgebildet ist.Air spring damper unit after Claim 1 or 2 , characterized in that the elastic piston bearing (10) is designed as a ring made of elastomeric material. Luftfeder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Kolbenlager (10) als Ring aus elastomerem Material mit Metall- oder Kunststoffverstärkung ausgebildet ist.Air spring damper unit after Claim 1 or 2 , characterized in that the elastic piston bearing (10) is designed as a ring made of elastomeric material with metal or plastic reinforcement. Luftfeder-Dämpfer-Einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Kolbenlager (10) zwischen Luftfederkolben (2) und Dämpferkappe (4) angeordnet ist.Air spring-damper unit according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic piston bearing (10) is arranged between the air spring piston (2) and the damper cap (4). Luftfeder-Dämpfer-Einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfederkolben (2) ein Rohr (5) zum Abrollen des Luftfederbalges (1) und ein im Endbereich des Rohres (5) angeordnetes Bauteil (6,7) zur Fixierung des Luftfederbalgendes aufweist.Air spring-damper unit according to one of the preceding claims, characterized in that the air spring piston (2) has a tube (5) for rolling off the air bellows (1) and a component (6, 7) arranged in the end region of the tube (5) for fixing of the air bellows end. Luftfeder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Kolbenlager (10) zwischen dem Bauteil (6,7) zur Fixierung des Luftfederbalgendes und dem Dämpfer (3) angeordnet ist.Air spring damper unit after Claim 6 , characterized in that the elastic piston bearing (10) between the component (6,7) for fixing the bellows end and the damper (3) is arranged. Luftfeder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (6,7) zur Fixierung des Luftfederbalgendes eine Vertiefung (11) besitzt.Air spring damper unit after Claim 6 or 7 , characterized in that the component (6, 7) has a recess (11) for fixing the air bellows end. Luftfeder-Dämpfer-Einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Kolbenlager (10) zwischen einem unteren und oberen Ansatz (14) oder Absatz (12) des Dämpfers (3) und/oder Luftfederkolbens (2) fixiert ist.Air spring damper unit according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic piston bearing (10) is fixed between a lower and upper shoulder (14) or shoulder (12) of the damper (3) and / or air spring piston (2). Luftfeder-Dämpfer-Einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Außenführung (9) für den Luftfederbalg (1) aufweist.Air spring damper unit according to one of the preceding claims, characterized in that it has an outer guide (9) for the air bellows (1).
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