DE102020207241A1 - Air suspension device with a rolling piston and an interchangeable shell - Google Patents
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Abstract
Luftfedereinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen elastomeren Rollbalg (6) welcher druckdicht zwischen einem Luftfederdeckel (4) und einem Abrollkolben (5) befestigt ist, wodurch ein mit Druckluft befüllter volumenveränderlicher Druckraum (7) begrenzt ist, wobei der Abrollkolben (5) eine Wechselschale (20) umfasst auf welcher der Rollbalg (6) unter Ausbildung einer Rollfalte (8) abrollt, wobei die Wechselschale (20) ein erstes und zweites Schalenstück (21; 22) umfasst, welche mittels einer ersten und einer zweiten Schnappverbindung (25; 26) miteinander verbunden sind, wobei an dem Abrollkolben (5) eine erste Nut (23) für die erste Schnappverbindung (25) und eine zweite Nut (24) für die zweite Schnappverbindung (26) vorgesehen ist, wobei die erste Schnappverbindung (25) formschlüssig in die erste Nut (23) und die zweite Schnappverbindung (26) formschlüssig in die zweite Nut (24) eingreift. Air spring device (1) for a motor vehicle, comprising an elastomeric rolling bellows (6) which is fastened in a pressure-tight manner between an air spring cover (4) and a rolling piston (5), as a result of which a variable-volume pressure space (7) filled with compressed air is delimited, the rolling piston (5 ) comprises an interchangeable shell (20) on which the rolling bellows (6) rolls while forming a roll fold (8), the interchangeable shell (20) comprising a first and a second shell piece (21; 22), which by means of a first and a second snap connection ( 25; 26) are connected to one another, a first groove (23) for the first snap connection (25) and a second groove (24) for the second snap connection (26) being provided on the rolling piston (5), the first snap connection ( 25) engages positively in the first groove (23) and the second snap connection (26) engages positively in the second groove (24).
Description
Die Erfindung betrifft eine Luftfedereinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to an air spring device for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
Luftfedereinrichtungen, welche als Luftfedern oder Luftfederbeine zum Einsatz kommen, werden zwischen einem Fahrwerksteil und einem Karosserieabschnitt eines Kraftfahrzeugs eingespannt. Sie weisen einen Rollbalg auf, welcher zwischen einem Deckel und einem Abrollkolben befestigt ist. Die Luftfeder steht im Betrieb unter einem inneren Überdruck und der Rollbalg rollt bei Federbewegungen unter Bildung einer Rollfalte auf der Außenfläche des Abrollkolbens ab. Zur Ausdehnungsbegrenzung wird der Rollbalg von einer hülsenförmigen Außenführung umschlossen.Air spring devices, which are used as air springs or air spring struts, are clamped between a chassis part and a body section of a motor vehicle. They have a rolling bellows which is fastened between a cover and a rolling piston. The air spring is under an internal overpressure during operation and the rolling bellows rolls when the spring moves, forming a roll fold on the outer surface of the rolling piston. To limit expansion, the rolling bellows is enclosed by a sleeve-shaped external guide.
Das Federverhalten der Luftfeder kann durch die Mantelfläche des Abrollkolbens bestimmt werden. Durch seine Formgebung bzw. die Fläche auf welcher der Rollbalg abrollt wird die Federsteifigkeit beeinflusst. Damit nicht jeder Abrollkolben auf die spezifische Anwendung hin konstruiert und geformt werden muss, hat sich ein Baukastenprinzip etabliert. So wird ein Abrollkolben bereitgestellt, auf welchen eine Wechselschale gesteckt wird. Die Wechselschale ist lösbar vorgesehen und kann in verschiedensten Formen bereitgestellt werden. Somit lassen sich mit ein und demselben Abrollkolben durch verschiedenste Wechselschalen die gewünschten Federsteifigkeiten einstellen.The spring behavior of the air spring can be determined by the surface area of the rolling piston. The spring stiffness is influenced by its shape or the surface on which the rolling bellows rolls. A modular principle has been established so that not every rolling piston has to be designed and shaped for a specific application. A rolling piston is provided on which an interchangeable shell is placed. The interchangeable shell is provided in a detachable manner and can be provided in a wide variety of forms. Thus, with one and the same rolling piston, the desired spring stiffness can be set using a wide variety of interchangeable shells.
Diese Vorgehensweise ist beispielhaft aus dem Dokument
So ist es bspw. vorteilhafter die Wechselschale von radial außen kommend auf den Grundkörper zu montieren. Hierfür ist aus dem Dokument
Daher ist es Aufgabe der Erfindung eine Luftfedereinrichtung mit einem Abrollkolben und einer Wechselschale bereitzustellen, wobei die Befestigung der Wechselschale an dem Abrollkolben verbessert ist.It is therefore the object of the invention to provide an air spring device with a rolling piston and an interchangeable shell, the attachment of the interchangeable shell to the rolling piston being improved.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object on which the invention is based is achieved with the features of the independent patent claim. Preferred embodiments emerge from the subclaims.
Erfindungsgemäß wird eine Luftfedereinrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, umfassend einen elastomeren Rollbalg welcher druckdicht zwischen einem Luftfederdeckel und einem Abrollkolben befestigt ist, wodurch ein mit Druckluft befüllter volumenveränderlicher Druckraum begrenzt ist, wobei der Abrollkolben eine Wechselschale umfasst auf welcher der Rollbalg unter Ausbildung einer Rollfalte abrollt, wobei die Wechselschale ein erstes und zweites Schalenstück umfasst, welche mittels einer ersten und einer zweiten Schnappverbindung miteinander verbunden sind, wobei an dem Abrollkolben eine erste Nut für die erste Schnappverbindung und eine zweite Nut für die zweite Schnappverbindung vorgesehen ist, wobei die erste Schnappverbindung formschlüssig in die erste Nut und die zweite Schnappverbindung formschlüssig in die zweite Nut eingreift.According to the invention, an air spring device for a motor vehicle is provided, comprising an elastomeric rolling bellows which is fastened in a pressure-tight manner between an air spring cover and a rolling piston, whereby a volume-variable pressure chamber filled with compressed air is limited, the rolling piston comprising an interchangeable shell on which the rolling bellows rolls while forming a roll fold, wherein the interchangeable shell comprises a first and second shell piece, which are connected to one another by means of a first and a second snap connection, a first groove for the first snap connection and a second groove for the second snap connection being provided on the rolling piston, the first snap connection being positively connected in the first groove and the second snap connection engage positively in the second groove.
In vorteilhafterweise werden die beiden Schalenstücke der Wechselschale durch zwei Schnappverbindungen miteinander verbunden und rasten formschlüssig in extra vorgesehene Nuten im Abrollkolben ein. Dadurch wird für einen sicheren Halt der Wechselschale auf dem Abrollkolben gesorgt. Die Wechselschale kann sich nicht mehr auf dem Abrollkolben verdrehen.The two shell pieces of the interchangeable shell are advantageously connected to one another by two snap connections and lock in a form-fitting manner in specially provided grooves in the rolling piston. This ensures that the interchangeable shell is securely held on the rolling piston. The interchangeable shell can no longer twist on the rolling piston.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das erste Schalenstück eine Vielzahl an Eingriffsflügel aufweist, welche dazu eingerichtet sind in einen Hinterschnitt des zweiten Schalenstücks formschlüssig einzugreifen. Die Eingriffsflügel eines Schalenstücks in Wirkverbindung mit dem Hinterschnitt des anderen Schalenstücks sorgen dafür, dass die beiden Schalenstücke nicht so einfach gelöst werden können. Aufgrund dessen, dass die Schnappverbindungen in die Nuten eingreifen, weiten sich die Schalenstücke bei einem Abziehen nach radial außen auf. Dadurch greifen die Eingriffsflügel eines Schalenstücks noch stärker in den Hinterschnitt des anderen Schalenstücks ein, sodass hier ein äußerst sicherer Formschluss wirksam ist. Da mehrere Eingriffsflügel an jeder Fügekante der Schalenstücke vorgesehen sind und jede Fügekante auch einen Hinterschnitt aufweist, sorgt die Konstruktion dafür, dass die beiden Schalenstücke sich gegenseitig festhalten.A preferred embodiment provides that the first shell piece has a multiplicity of engagement wings which are designed to engage in an undercut of the second shell piece in a form-fitting manner. The engagement wings of one shell piece in operative connection with the undercut of the other shell piece ensure that the two shell pieces cannot be released so easily. Due to the fact that the snap connections engage in the grooves, the shell pieces expand radially outward when pulled off. As a result, the engagement wings of one shell piece engage even more strongly in the undercut of the other shell piece, so that an extremely secure form fit is effective here. Since several engagement wings are provided on each joining edge of the shell pieces and each joining edge also has an undercut, the construction ensures that the two shell pieces hold each other.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schnappverbindungen einen jeweiligen Formeingriffswinkel aufspannen welcher größer ist als ein Formaufnahmewinkel der jeweiligen Nut. Das Vorsehen der Schnappverbindungen mit einem etwas größerem Formwinkel als der Formwinkel der Nuten sorgt zusätzlich für einen besseren Halt der Wechselschale auf dem Abrollkolben.According to a further preferred embodiment, it is provided that the snap connections span a respective form pressure angle which is greater than a form take-up angle of the respective groove. The provision of the snap connections with a slightly larger shape angle than the shape angle of the grooves also ensures a better hold of the interchangeable shell on the rolling piston.
Vorzugsweise sind die Schnappverbindungen axial ausgerichtet vorgesehen. Dadurch lässt sich die Wechselschale von radial außen kommend auf dem Abrollkolben montieren und zusammensetzen.The snap connections are preferably provided in an axially aligned manner. This leaves Mount the interchangeable shell coming from the radial outside onto the rolling piston and assemble it.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an dem Abrollkolben in Umfangsrichtung ein Flansch zur axialen Abstützung der beiden Schalenstücke vorgesehen. Der Flansch sorgt dafür, dass die Schalstücke nicht runterfallen und axial in Position gehaltert sind.In a further preferred embodiment, a flange for axially supporting the two shell pieces is provided on the rolling piston in the circumferential direction. The flange ensures that the formwork pieces do not fall down and are held axially in position.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Abrollkolben einen Klemmschaft zur Befestigung eines Endes des Rollbalgs aufweist, wobei sich die erste und/oder die zweite Nut im Wesentlichen von dem Klemmschaft bis zum Flansch erstrecken. Durch eine längliche Nut wird die Eingriffsfläche für die Schnappverbindung vergrößert, sodass für einen besseren Halt der Schalenstücke in der Nut gesorgt ist. It is preferably provided that the rolling piston has a clamping shaft for fastening one end of the rolling bellows, the first and / or the second groove extending essentially from the clamping shaft to the flange. The engaging surface for the snap connection is enlarged by an elongated groove, so that the shell pieces are better held in the groove.
Vorzugsweise ist der Abrollkolben aus einem Metall oder aus einem Kunststoff hergestellt. Die Wechselschale wird bevorzugt aus einem Kunststoff gefertigt. Eine aus Kunststoff hergestellte Wechselschale ermöglicht eine einfache Formgebung der Rollfläche für die Rollfalte und ist zudem derart elastisch verformbar, dass deren Schalenstücke auf den Abrollkolben bzw. in die Nuten gesteckt werden können.The rolling piston is preferably made of a metal or a plastic. The interchangeable shell is preferably made of a plastic. An interchangeable shell made of plastic enables simple shaping of the rolling surface for the roll fold and is also elastically deformable in such a way that the shell pieces can be inserted onto the rolling piston or into the grooves.
Sofern die erfindungsmäße Luftfedereinrichtung mit einem integrierten Stoßdämpfer kombiniert wird, handelt es sich um ein Luftfederbein, bei welchem die Wechselschale ebenfalls Einsatz findet.If the air suspension device according to the invention is combined with an integrated shock absorber, it is an air suspension strut in which the interchangeable shell is also used.
Verwendung findet die Luftfedereinrichtung in einem Luftfedersystem eines Kraftfahrzeugs.The air spring device is used in an air spring system of a motor vehicle.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Figuren.Further preferred embodiments of the invention emerge from the following description of an embodiment with reference to the figures.
Es zeigen:
-
1 eine beispielsgemäße Luftfedereinrichtung mit einem Abrollkolben und einer Wechselschale, -
2 den Abrollkolben mit Schalenstücken der Wechselschale in Explosionsansicht, -
3a bisd ein Schalenstück in verschiedensten Ansichten, und -
4a und b den Abrollkolben mit Schalenstücken im Eingriff.
-
1 an exemplary air suspension device with a rolling piston and an interchangeable shell, -
2 the rolling piston with shell pieces of the interchangeable shell in an exploded view, -
3a untild a piece of shell in various views, and -
4a and b the rolling piston engaged with shell pieces.
Die
Rollbalg
Des Weiteren ist eine den Rollbalg
Die Befüllung des Druckraums
Zum Schutz vor Verschmutzung des Rollbalgs
Luftfedereinrichtung
Abrollkolben
In der
Wechselschale
Um für einen besseren Halt der Wechselschale
In den
In der
Die
Mit den
Das Detail C wird in der
Vorzugsweise spannen die beiden Formflächen gemeinsam einen Formeingriffswinkel
Die erste Schnappverbindung
Die konstruktive Darstellung der ersten Schnappverbindung
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- LuftfedereinrichtungAir suspension device
- 22
- LuftfederAir spring
- 33
- StoßdämpferShock absorbers
- 44th
- LuftfederdeckelAir spring cover
- 55
- AbrollkolbenRolling piston
- 66th
- RollbalgRolling bellows
- 77th
- DruckraumPrinting room
- 88th
- RollfalteRoll fold
- 99
- Faltewrinkle
- 1010
- AußenführungExternal guide
- 1111
- SchutzbalgProtective bellows
- 1212th
- KlemmringClamping ring
- 1313th
- SpannringTension ring
- 1414th
- StützringSupport ring
- 1515th
- DämpferlagerShock mount
- 1616
- LageraufnahmeStock taking
- 1717th
- DämpferrohrDamper tube
- 1818th
- KolbenstangePiston rod
- 1919th
- AnschlagspufferStop buffer
- 2020th
- WechselschaleInterchangeable shell
- 2121
- erstes Schalenstückfirst shell piece
- 2222nd
- zweites Schalenstücksecond shell piece
- 2323
- erste Nutefirst groove
- 2424
- zweite Nutsecond groove
- 2525th
- erste Schnappverbindungfirst snap connection
- 2626th
- zweite Schnappverbindungsecond snap connection
- 2727
- Flanschflange
- 2828
- KlemmschaftClamp shaft
- 2929
- EingriffsflügelEngaging wing
- 3030th
- HinterschnittUndercut
- 3131
- FormflächeMolding surface
- 3232
- Fügekante Joining edge
- aa
- FormeingriffswinkelForm pressure angle
- bb
- FormaufnahmewinkelForm receiving angle
- LL.
- LängsachseLongitudinal axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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