DE102020129474A1

DE102020129474A1 - Luftfeder einer Federeinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102020129474A1
Application number: DE102020129474.3A
Authority: DE
Inventors: Johannes Paessens; Richard Legierski
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2020-11-09
Filing date: 2020-11-09
Publication date: 2022-05-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder einer Federeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Gehäuse (4) und einen mit dem Gehäuse (4) verbundenen Deckel (6) mit einer Form (15), wobei zwischen dem Gehäuse (4) und dem Deckel (6) eine Arbeitskammer (8) mit einem ursprünglichen Arbeitsvolumen (9), bestehend aus einem ersten Arbeitsteilvolumen (13) und einem zweiten Arbeitsteilvolumen (14), ausgebildet ist, und wobei das Gehäuse (4) das erste Arbeitsteilvolumen (13) und der Deckel (6) das zweite Arbeitsteilvolumen (14) aufweist, und wobei in die Arbeitskammer (8) hineinragend ein Arbeitselement (10) der Federeinrichtung (1) angeordnet ist, und wobei die Luftfeder (2) einen Fügeabschnitt (17) zur druckdichten Verbindung des Gehäuses (4) mit dem Deckel (6) aufweist, wobei das Gehäuse (4) ein erstes Abschnittsteil (18) des Fügeabschnitts (17) und der Deckel (6) ein dem ersten Abschnittsteil (18) gegenüberliegend ausgebildeten zweiten Abschnittsteil (19) des Fügeabschnitts (17) aufweisen.Erfindungsgemäß weist zur Herbeiführung eines bezogen auf das ursprüngliche Arbeitsvolumen (9) geänderten Arbeitsvolumens (20) der Deckel (6) eine geänderte Form (16) auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder einer Federeinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Luftfedern für eine Federeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Federeinrichtung auch als Dämpfereinrichtung bezeichnet werden kann, sind bekannt. Diese Luftfedern weisen eine Arbeitskammer mit einem bestimmten Arbeitsvolumen auf, welches zur Herbeiführung einer bestimmten, so genannten Federrate ausgebildet ist. Die Federrate ist maßgeblich durch das Arbeitsvolumen bestimmt.
Üblicherweise wird die Änderung des Arbeitsvolumens durch Änderung der Luftfeder oder durch Einsatzelemente, die in die das Arbeitsvolumen aufweisende Arbeitskammer eingesetzt werden, wodurch das Arbeitsvolumen reduziert wird, herbeigeführt.
Aus der Patentschrift EP 2 888 503 B1 geht eine Federeinrichtung mit einer Luftfeder hervor, welche ein Zusatzvolumen aufweist, das mit Hilfe eines von einem Gehäuse der Luftfeder separat ausgebildeten Zwischenbodens verändert werden kann.
Die Patentschrift EP 0 257 779 B1 offenbart eine Luftfeder einer Federeinrichtung, deren Federrate durch Änderung einer Abrollgeometrie während eines Ein- und Ausfederns eines Stoßdämpfers der Federeinrichtung veränderbar ist, wobei ein in der Luftfeder ausgebildetes Federmittel vorgesehen ist, welches einen sich in axialer Richtung verändernden Durchmesser aufweist.
Der Patentschrift EP 2 629 990 B1 kann eine Luftfeder entnommen werden, welche ein absorptives Material in ihrem Gehäuse aufweist, wodurch die Federrate der Luftfeder reduziert wird.
Diese Maßnahmen sind kostenintensiv und von einem benötigten Bauraum einer die Federeinrichtung aufweisenden Achse des Kraftfahrzeugs abhängig.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luftfeder einer Federeinrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, deren Federrate auf einfache Weise geändert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Luftfeder einer Federeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Luftfeder einer Federeinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Gehäuse und einen Deckel mit einer Form, wobei zwischen dem Gehäuse und dem Deckel eine Arbeitskammer mit einem Arbeitsvolumen, bestehend aus einem ersten Arbeitsteilvolumen und einem zweiten Arbeitsteilvolumen, ausgebildet ist. Das Gehäuse weist das erste Arbeitsteilvolumen und der Deckel weist das zweite Arbeitsteilvolumen auf. In die Arbeitskammer hineinragend ist ein Arbeitselement der Federeinrichtung ausgebildet. Die Luftfeder weist einen Fügeabschnitt zur druckdichten Verbindung des Gehäuses mit dem Deckel auf, wobei das Gehäuse einen ersten Abschnittsteil des Fügeabschnitts und der Deckel einen dem ersten Fügeabschnitts gegenüberliegend ausgebildeten zweiten Abschnittsteil des Fügeabschnitts aufweist. Erfindungsgemäß weist zur Herbeiführung eines bezogen auf das ursprüngliche Arbeitsvolumen geänderten Arbeitsvolumens der Deckel eine geänderte Form auf. Das heißt, dass der Deckel der Luftfeder zur Abstimmung genutzt wird, wobei das Arbeitsvolumen der Luftfeder, welches zur Realisierung einer bestimmten Federrate ein Parameter ist, durch eine geänderte Form des Deckels variiert werden kann. Der Deckel kann mit Hilfe eines Fügeverfahrens mit der Luftfeder verbunden werden. Der Vorteil der Erfindung ist, dass durch die Variation des Deckels die Luftfeder in ihrer Federrate auf einfache Weise und damit kostengünstig abgestimmt werden kann, ohne das Gehäuse und die im Gehäuse ausgebildeten Wirkelemente der Luftfeder selbst aufwendig konstruktiv zu ändern, wodurch hohe Entwicklungskosten entstehen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der zweite Abschnittsteil des Deckels dem ersten Abschnittsteil des Gehäuses angepasst ausgebildet, so dass insbesondere im Fügeabschnitt, welcher zur Herbeiführung einer druckdichten Arbeitskammer druckdicht ausgebildet werden muss, unverändert ist.
Eine druckdichte Arbeitskammer der Luftfeder ist bevorzugt erzielbar durch eine form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindung des Deckels mit dem Gehäuse.
Eine kostengünstige und gewichtsreduzierte Luftfeder, und demgemäß eine kostengünstige und gewichtsreduzierte Federeinrichtung, lässt sich durch einen Deckel, der aus einem Kunststoff ausgebildet ist, realisieren.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es zeigt die einzige Figur in einer Prinzipdarstellung eine erfindungsgemäße Luftfeder einer Federvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
Eine Federeinrichtung 1 für ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Luftfeder 2 und einen mit der Luftfeder 2 wirkverbunden ausgebildeten Dämpfer 3 in Form eines Stoßdämpfers. Die Luftfeder 2 ist in Modulbauweise ausgebildet, wobei ein Gehäuse 4 der Luftfeder 2 ein erstes Modul 5 der Luftfeder 2 bildet und ein das Gehäuse 4 druckdicht abschließender Deckel 6 der Luftfeder 2 ein zweites Modul 7 der Luftfeder 2 ist.
Zwischen dem Gehäuse 4 und dem Deckel 6, welche topf- bzw. hutartig und demgemäß hohl ausgebildet sind, ist eine Arbeitskammer 8 mit einem ursprünglichen Arbeitsvolumen 9 der Luftfeder 2 ausgestaltet, welche maßgeblich eine so genannte Federrate der Luftfeder 2 bestimmt.
Unter Modulbauweise ist die unabhängige Ausbildung der beiden Module 5, 7 zu verstehen, die in einem Fügeabschnitt 17 der Luftfeder 2 gefügt sind. Dies hat den Vorteil, dass die beiden Module 5, 7 zur Aufnahme verschiedener weiterer, nicht näher dargestellter Elemente der Luftfeder 2 unabhängig voneinander ausgebildet werden können, so dass der Austausch eines der beiden Module 5; 7 und somit die Realisierung einer nur durch ein Modul 5; 7 geänderten Luftfeder 2 kostengünstig ermöglicht ist. Es kann eine Vielzahl von gleichen ersten Modulen 5 kostengünstig hergestellt werden, die zur Herstellung von Luftfedern 2 mit unterschiedlichen Federraten unterschiedliche zweite Module 7 aufweisen.
Der Dämpfer 3 weist ein Arbeitselement 10 auf, welches von der Luftfeder 2 druckbeaufschlagt zumindest teilweise in der Arbeitskammer 8 aufgenommen ist. Die Federeinrichtung 1 ist mit Hilfe eines an ihrem Außenumfang 11 ausgebildeten Lagers 12 an einer nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeugs befestigt.
Bevorzugt ist die Federeinrichtung 1 zur Federung und Dämpfung von Schwingungen eines Fahrwerkes des Kraftfahrzeugs ausgebildet, welches mit der Kraftfahrzeugkarosserie mit Hilfe der Federeinrichtung 1 verbunden ist. Somit kann der Dämpfer 3, zumindest sein Arbeitselement 10, eine axiale Bewegung in der fest mit der Kraftfahrzeugkarosserie verbundenen Luftfeder 2 ausführen.
Das ursprüngliche Arbeitsvolumen 9 besteht aus einem ersten Arbeitsteilvolumen 13 und einem zweiten Arbeitsteilvolumen 14, wobei das erste Arbeitsteilvolumen 13 dem Gehäuse 4 und das zweite Arbeitsteilvolumen 14 dem Deckel 6 zugeordnet ist. Das heißt mit anderen Worten, dass das Gehäuse 4 das erste Arbeitsteilvolumen 13 und der Deckel 6 das zweite Arbeitsteilvolumen 14 aufweisen. Der Deckel 6 besitzt eine Form 15.
Zur Realisierung eines geänderten Arbeitsvolumens 20, eines im Vergleich zum ursprünglichen Arbeitsvolumen 9 vergrößerten oder verkleinerten Arbeitsvolumens 20, weist der Deckel 6 eine geänderte Form 16 auf. Das heißt mit anderen Worten, dass zur Änderung des ursprünglichen Arbeitsvolumens 9 der Deckel 6 herangezogen wird und eine im Vergleich zu seiner Form 15 geänderte Form 16 aufweist.
Der Deckel 6 weist das zweite Arbeitsteilvolumen 14 auf, so dass auf einfache Weise, durch Änderung des zweiten Arbeitsteilvolumens 14 mit Hilfe der geänderten Form 16, das ursprüngliche Arbeitsvolumen 9 geändert wird, und somit die Federrate einem Bedarf angepasst werden kann.
Der Deckel 6 ist mit dem Gehäuse 4 an dem Fügeabschnitt 17 der Luftfeder 2 druckdicht verbunden, wobei das Gehäuse 4 einen ersten Abschnittsteil 18 des Fügeabschnitts 17 und der Deckel 6 einen dem ersten Abschnittsteil 18 gegenüberliegend ausgebildeten zweiten Abschnittsteil 19 des Fügeabschnitts 17 aufweisen. Der erste Abschnittsteil 18 und der zweite Abschnittsteil 19 sind zur Herbeiführung der druckdichten Verbindung zumindest teilweise komplementär ausgebildet. Der Deckel 6 mit der geänderten Form 16 weist bevorzugt den zweiten Abschnittsteil 19 des Deckels 6 mit der Form 15 auf, so dass das Gehäuse 4 vollständig unverändert erhalten ist. Der Fügeabschnitt 17 ist zur Realisierung einer form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssigen Verbindung ausgebildet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, welches in der einzigen Figur abgebildet ist, besitzt der Deckel 6 seine Form 15 und weist ein gemäß der Form 15 ausgebildetes zweites Arbeitsteilvolumen 14 auf, wobei der Deckel 6 mit seiner Form 15 in der Figur mit Hilfe einer gestrichelten Linie abgebildet ist. Durch die Änderung der Form 15 in die geänderte Form 16 ist ein geändertes zweites Arbeitsteilvolumen 21 bereitgestellt, welches größer ist als das zweite Arbeitsteilvolumen 14, so dass ein geändertes Arbeitsvolumen 20, welches größer ist als das ursprüngliche Arbeitsvolumen 9 für die Luftfeder 1 zur Verfügung steht. Der Deckel 6 mit der geänderten Form 16 ist mit Hilfe einer durchgezogenen Linie gekennzeichnet. Selbstredend kann durch die Anbringung des Deckels 6 mit einer geänderten Form 16, welche ein im Vergleich zum zweiten Arbeitsteilvolumen 14 kleineres geändertes zweites Arbeitsteilvolumen 21 aufweist, ein im Vergleich zum ursprünglichen Arbeitsvolumen 9 verkleinertes geändertes Arbeitsvolumen 20 realisiert werden. Der schräg schraffiert abgebildete Bereich entspricht einer Differenz des geänderten zweiten Arbeitsteilvolumens 21 und des zweiten Arbeitsteilvolumens 14 bzw. einer Differenz des geänderten Arbeitsvolumens 20 und des ursprünglichen Arbeitsvolumens 9.
Bezugszeichenliste

1: Federeinrichtung
2: Luftfeder
3: Dämpfer
4: Gehäuse
5: Erstes Modul
6: Deckel
7: Zweites Modul
8: Arbeitskammer
9: ursprüngliche Arbeitsvolumen
10: Arbeitselement
11: Außenumfang
12: Lager
13: Erstes Arbeitsteilvolumen
14: Zweites Arbeitsteilvolumen
15: Form
16: geänderte Form
17: Fügeabschnitt
18: Erster Abschnittsteil
19: Zweiter Abschnittsteil
20: geändertes Arbeitsvolumen
21: geändertes zweites Arbeitsteilvolumen

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

EP 2888503 B1 [0004]
EP 0257779 B1 [0005]
EP 2629990 B1 [0006]

Claims

Luftfeder einer Federeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Gehäuse (4) und einen mit dem Gehäuse (4) verbundenen Deckel (6) mit einer Form (15), wobei zwischen dem Gehäuse (4) und dem Deckel (6) eine Arbeitskammer (8) mit einem ursprünglichen Arbeitsvolumen (9), bestehend aus einem ersten Arbeitsteilvolumen (13) und einem zweiten Arbeitsteilvolumen (14), ausgebildet ist, und wobei das Gehäuse (4) das erste Arbeitsteilvolumen (13) und der Deckel (6) das zweite Arbeitsteilvolumen (14) aufweist, und wobei in die Arbeitskammer (8) hineinragend ein Arbeitselement (10) der Federeinrichtung (1) angeordnet ist, und wobei die Luftfeder (2) einen Fügeabschnitt (17) zur druckdichten Verbindung des Gehäuses (4) mit dem Deckel (6) aufweist, wobei das Gehäuse (4) ein erstes Abschnittsteil (18) des Fügeabschnitts (17) und der Deckel (6) ein dem ersten Abschnittsteil (18) gegenüberliegend ausgebildeten zweiten Abschnittsteil (19) des Fügeabschnitts (17) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herbeiführung eines bezogen auf das ursprüngliche Arbeitsvolumen (9) geänderten Arbeitsvolumens (20) der Deckel (6) eine geänderte Form (16) aufweist.
Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnittsteil (19) des Deckels (6) dem ersten Abschnittsteil (18) des Gehäuses (4) angepasst ausgebildet ist.
Luftfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (6) und das Gehäuse (4) zumindest im Bereich des Fügeabschnitts (17) form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Luftfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (6) aus einem Kunststoff ausgebildet ist.