DE102021207638A1 - Protective device for an additional spring device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für eine Zusatzfedereinrichtung (10) an einer Achskonstruktion eines Fahrzeugs, in der bei einem Einfedervorgang kurzzeitig ein Luftpolster aufgebaut wird, um eine Überlastsicherung für das Fahrwerk zu verwirklichen. Dazu ist ein Anschlagring (20) vorgesehen, der an einer Unterlage (16) der Zusatzfedereinrichtung (10) angeordnet ist und mindestens einen Luftauslass (24) aufweist und/oder ausbildet, so dass definierte Strömungszustände einstellbar sind. Für ein langsames Ein- und Ausfedern der Achskonstruktion können die Strömungszustände so eingestellt sein, dass durch die auftretenden Sog- und Druckwirkungen ein Reinigungseffekt für die Zusatzfedereinrichtung (10) verwirklicht wird.The invention relates to a protective device for an additional spring device (10) on an axle construction of a vehicle, in which an air cushion is briefly built up during a compression process in order to implement overload protection for the chassis. For this purpose, a stop ring (20) is provided, which is arranged on a base (16) of the additional spring device (10) and has and/or forms at least one air outlet (24), so that defined flow conditions can be set. For slow compression and rebound of the axle construction, the flow conditions can be set in such a way that the suction and pressure effects that occur have a cleaning effect on the additional spring device (10).
Description
Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für eine Zusatzfedereinrichtung an einer Achskonstruktion eines Fahrzeugs, in der bei einem Einfedervorgang kurzzeitig ein Luftpolster aufgebaut wird, um eine Überlastsicherung für das Fahrwerk zu verwirklichen. Dazu ist ein Anschlagring vorgesehen, der an einer Unterlage der Zusatzfedereinrichtung angeordnet ist und mindestens einen Luftauslass aufweist und/oder ausbildet, so dass definierte Strömungszustände einstellbar sind. Für ein langsames Ein- und Ausfedern der Achskonstruktion können die Strömungszustände so eingestellt sein, dass durch die auftretenden Sog- und Druckwirkungen ein Reinigungseffekt für die Zusatzfedereinrichtung verwirklicht wird.The invention relates to a protective device for an additional spring device on an axle construction of a vehicle, in which an air cushion is briefly built up during a compression process in order to implement overload protection for the chassis. For this purpose, a stop ring is provided, which is arranged on a base of the additional spring device and has and/or forms at least one air outlet, so that defined flow conditions can be set. For slow compression and rebound of the axle construction, the flow conditions can be set in such a way that the suction and pressure effects that occur have a cleaning effect on the additional spring device.
Zur Steigerung des Fahrkomforts und zur Unterstützung der Schraubenfedern an Achskonstruktionen von Fahrzeugen, insbesondere zum Abfangen von hohen Lasten, ist an nahezu allen im Markt befindlichen Achskonstruktionen eine sogenannte Zusatzfeder vorgesehen. Je nach Achskonzept kann diese als Bestandteil des Dämpferlagers ausgeführt sein oder als eigenständiges Bauteil der Achse wirken.In order to increase driving comfort and to support the coil springs on vehicle axle constructions, in particular to absorb high loads, a so-called auxiliary spring is provided on almost all axle constructions on the market. Depending on the axle concept, this can be designed as part of the top mount or act as an independent component of the axle.
Zum Schutz vor mechanischer Überbeanspruchung wird im Stand der Technik üblicherweise an einer direkten Verstärkung der Zusatzfeder gearbeitet. Dies kann geschehen durch eine Materialsubstitution (zum Beispiel durch höherfestes Material), eine Modifikation (beispielsweise eine Geometrieänderung), eine partielle Verstärkung durch zusätzliche Bewehrung an betreffenden Bauteilen oder durch eine Änderung des Lastpfades. Im Falle der Zusatzfeder an einer Achsvorrichtung sollte zum Schutz vor einer Überbeanspruchung der Federweg und der Lasteintrag begrenzt werden.To protect against mechanical overload, the prior art usually works on a direct reinforcement of the auxiliary spring. This can happen through a material substitution (e.g. with higher-strength material), a modification (e.g. a change in geometry), partial reinforcement through additional reinforcement on the relevant components or through a change in the load path. In the case of the additional spring on an axle device, the spring deflection and the load application should be limited to protect against overstressing.
Aufgabe der Erfindung soll sein, eine einfache Lösung zum Schutz vor Überbeanspruchung von Zusatzfedereinrichtungen an Achskonstruktionen von Fahrzeugen vorzuschlagen, die vorzugsweise kostengünstig zu verwirklichen ist.The object of the invention is to propose a simple solution for protecting against overloading of additional spring devices on axle structures of vehicles, which can preferably be implemented inexpensively.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst mit einer Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 und einem Fahrzeug nach Anspruch 10. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.The object of the invention is achieved with a protective device according to claim 1 and a vehicle according to
Eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung ist für eine Zusatzfedereinrichtung an einer Achskonstruktion eines Fahrzeuges vorgesehen, wobei die Zusatzfedereinrichtung mit einer Zusatzfederaufnahme, einer Zusatzfeder, einer Unterlage und einem zumindest teilweise faltbaren Schutzrohr gebildet ist, und wobei die Zusatzfederaufnahme die Zusatzfeder hält, das zumindest teilweise faltbare Schutzrohr an der Zusatzfederaufnahme so angeordnet ist, dass es die Zusatzfeder zumindest teilweise umhüllt und die Unterlage relativ zu der Zusatzfeder so angeordnet ist, dass bei einem Einfedern der Achskonstruktion die Zusatzfeder auf die Unterlage trifft und komprimiert wird und/oder die Zusatzfeder mit der Unterlage verbunden ist und durch das Einfedern der Achskonstruktion komprimiert wird.A protective device according to the invention is provided for an auxiliary spring device on an axle structure of a vehicle, the auxiliary spring device being formed with an auxiliary spring mount, an auxiliary spring, a base and an at least partially foldable protective tube, and the auxiliary spring mount holding the auxiliary spring, the at least partially foldable protective tube on the Auxiliary spring receptacle is arranged in such a way that it at least partially encloses the auxiliary spring and the base is arranged relative to the auxiliary spring in such a way that when the axle construction deflects, the auxiliary spring hits the base and is compressed and/or the auxiliary spring is connected to the base and through the deflection of the axle construction is compressed.
Entlang des Umfangs der Unterlage ist zumindest abschnittsweise eine Nut ausgebildet und ein Anschlagring so an der Unterlage angeordnet, dass er mit der Nut ein Eingriff steht und einen Anschlag für das zumindest teilweise faltbare Schutzrohr bildet. Der Anschlagring weist mindestens einen Luftauslass auf und/oder bildet mindestens einen Luftauslass aus, um bei einem Federvorgang der Achskonstruktion Strömungszustände gezielt einzustellen.A groove is formed at least in sections along the circumference of the base and a stop ring is arranged on the base in such a way that it engages with the groove and forms a stop for the at least partially foldable protective tube. The stop ring has at least one air outlet and/or forms at least one air outlet in order to set flow states in a targeted manner during a spring action of the axle construction.
Wie bereits ausgeführt, sind an Achskonstruktionen von Fahrzeugen zur Unterstützung der Schraubenfeder in der Regel mit einer Zusatzfedereinrichtung vorgesehen. Sie wird gebildet mit einer Zusatzfederaufnahme, die die eigentliche Zusatzfeder aufnimmt und hält, also in ihrer Position fixiert. Sie weist weiter eine sogenannte Unterlage auf. Diese dient dazu, die Zusatzfeder im Verlauf der Einfederung zu komprimieren. Dazu muss die Unterlage so angeordnet sein, dass die Zusatzfeder beim Einfedern der Achskonstruktion auf sie trifft und komprimiert werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Zusatzfeder mit der Unterlage verbunden sein und bei einem Einfedervorgang komprimiert werden. Eine solche Unterlage weist in der Regel einen runden Querschnitt auf.As already stated, axle constructions of vehicles are generally provided with an additional spring device to support the helical spring. It is formed with an additional spring mount, which accommodates and holds the actual additional spring, i.e. fixes it in its position. It also has a so-called base. This serves to compress the auxiliary spring during deflection. To do this, the base must be arranged in such a way that the auxiliary spring hits it when the axle construction deflects and can be compressed. As an alternative or in addition, the auxiliary spring can be connected to the base and compressed during a compression process. Such a base usually has a round cross section.
Zum Schutz gegen Verschmutzungen der Zusatzfeder und dadurch einhergehender Beschädigung weisen Zusatzfedereinrichtungen ein Schutzrohr auf, das zumindest teilweise faltbar ist, um Ein- und Ausfedervorgänge sowie daraus resultierende Winkelbewegungen der Zusatzfedereinrichtung zu ermöglichen. Das Schutzrohr kann dazu abschnittsweise mit einer Faltenstruktur im Sinne eines Faltenbalges ausgebildet sein. Es kann auch im Ganzen als Faltenbalg ausgebildet sein. Das zumindest teilweise faltbare Schutzrohr behindert also nicht den Kompressionsvorgang der Zusatzfeder. Bekannte Faltenbalge sind aus oder mit Kunststoffen wie Polypropylen (PP) oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) gebildet. Das Schutzrohr wird an der Zusatzfederaufnahme angeordnet. Es soll dabei so ausgebildet und angeordnet sein, dass es die Zusatzfeder zumindest teilweise umhüllt, um die beschriebene Schutzwirkung zu verwirklichen. Die Anordnung des Schutzrohres kann eine Befestigung einschließen.To protect against contamination of the auxiliary spring and damage associated therewith, auxiliary spring devices have a protective tube which can be folded at least partially in order to allow compression and rebound processes and angular movements of the auxiliary spring device resulting therefrom. For this purpose, sections of the protective tube can be designed with a fold structure in the sense of a bellows. It can also be designed as a whole as a bellows. The at least partially foldable protective tube therefore does not impede the compression process of the auxiliary spring. Known bellows are formed from or with plastics such as polypropylene (PP) or ethylene-propylene-diene rubber (EPDM). The protective tube is arranged on the auxiliary spring mount. It should be designed and arranged in such a way that it at least partially encloses the auxiliary spring in order to achieve the protective effect described. the Arrangement of the protective tube may include a fixture.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass entlang des Umfangs der Unterlage zumindest abschnittsweise eine Nut ausgebildet ist und ein Anschlagring so an der Unterlage angeordnet ist, dass er mit der Nut in Eingriff steht und dabei einen Anschlag für das zumindest teilweise faltbare Schutzrohr bildet. Die besagte Nut soll also umlaufend oder wenigstens abschnittsweise umlaufend um die Unterlage herum verlaufen und damit Fixierungspunkte für den Anschlagring bereitstellen. Die Nut dient also zur Aufnahme und/oder Lagesicherung des Anschlagringes.According to the invention, a groove is formed at least in sections along the circumference of the base and a stop ring is arranged on the base in such a way that it engages with the groove and forms a stop for the at least partially foldable protective tube. Said groove should therefore run circumferentially or at least in sections circumferentially around the base and thus provide fixing points for the stop ring. The groove thus serves to accommodate and/or secure the position of the stop ring.
Dieser wird also an der Unterlage angeordnet und mit der Nut in Eingriff gebracht. Dabei ragt er über den Umfang der Unterlage soweit hinaus, dass er bei einem Einfedervorgang einen Anschlag für das Schutzrohr bildet. Durch den Kontakt zwischen Schutzrohr und Anschlagring wird das Schutzrohr abgestützt und in den faltbaren Bereichen zusammengefaltet, aber auch das System der Zusatzfedereinrichtung abgedichtet. Das Schutzrohr muss dazu nicht mit dem Anschlagring verbunden oder fixiert sein.This is thus placed on the base and brought into engagement with the groove. It protrudes beyond the circumference of the base to such an extent that it forms a stop for the protective tube during a spring deflection process. The protective tube is supported by the contact between the protective tube and the stop ring and is folded up in the foldable areas, but the system of the additional spring device is also sealed. The protective tube does not have to be connected or fixed to the stop ring.
Der Anschlagring ist erfindungsgemäß so gestaltet, dass er mindestens einen Luftauslass aufweist und/oder ausbildet, um so bei einem Federvorgang der Achskonstruktion erwünschte Strömungszustände im Bereich der Zusatzfeder gezielt einzustellen. Diese Strömungszustände entstehen, wenn durch das Zusammendrücken des Schutzrohres Luft aus dem System verdrängt wird und dabei das Verdrängen durch den Anschlagring beeinflusst beziehungsweise begrenzt wird. Der Anschlagring wirkt dabei im Sinne einer Strömungssteuereinheit und kann auch als Steuerring bezeichnet werden. Die Steuerung beziehungsweise Beeinflussung der Strömungszustände erfolgt jedoch allein durch den mindestens einen Luftauslass, also rein durch die geometrische Ausgestaltung des Anschlagringes.According to the invention, the stop ring is designed in such a way that it has and/or forms at least one air outlet in order to specifically set desired flow conditions in the area of the auxiliary spring during a spring operation of the axle construction. These flow conditions arise when air is displaced from the system by compressing the protective tube and the displacement is influenced or limited by the stop ring. The stop ring acts in the sense of a flow control unit and can also be referred to as a control ring. However, the flow conditions are controlled or influenced solely by the at least one air outlet, ie purely by the geometric configuration of the stop ring.
Dabei ist mindestens ein Luftauslass vorgesehen, bevorzugt eine Vielzahl von Luftauslässen, die durch ihre Gestaltung die Strömungszustände wie gewünscht beeinflussen, wie nachfolgend noch detaillierter ausgeführt werden wird. Der mindestens eine Luftauslass kann in dem Anschlagring ausgebildet sein, beispielweise in Form von Ausnehmungen oder Bohrungen. Der mindestens eine Luftauslass kann jedoch alternativ oder zusätzlich mittels des Anschlagringes ausgebildet werden, beispielweise in dem der Anschlagring und die Unterlage im Einbauzustand den mindestens einen Luftauslass formen beziehungsweise ausbilden beziehungsweise begrenzen.At least one air outlet is provided, preferably a large number of air outlets, which influence the flow conditions as desired due to their design, as will be explained in more detail below. The at least one air outlet can be formed in the stop ring, for example in the form of recesses or bores. However, the at least one air outlet can alternatively or additionally be formed by means of the stop ring, for example in that the stop ring and the base form or form or delimit the at least one air outlet in the installed state.
Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Anschlagring kann also ein definierter Strömungswiderstand bereitgestellt werden, der zu einer Strömungsverzögerung und zu einem Übergang zu einer laminaren Strömung führt. Dadurch wird während des Einfederns der Achskonstruktion kurzzeitig ein Luftpolster ausgebildet, dass einen Schutz vor mechanischer Überbeanspruchung bewirkt. Dies erweist sich als besonders vorteilhaft bei schnellen Einfedervorgängen wie beim Überfahren von Hindernissen oder Schlaglöchern, da die Luft im System der Zusatzfedereinrichtung nicht schlagartig entweichen kann. Insbesondere wenn jede Zusatzfeder eines Fahrzeugs mit einer solchen Schutzvorrichtung ausgebildet ist, wird eine Überlastsicherung des Fahrwerks erreicht.A defined flow resistance can thus be provided by the stop ring provided according to the invention, which leads to a flow deceleration and to a transition to a laminar flow. As a result, an air cushion is briefly formed during the compression of the axle construction, which protects against mechanical overload. This proves to be particularly advantageous in the case of rapid compression processes, such as when driving over obstacles or potholes, since the air in the system of the additional spring device cannot suddenly escape. In particular, if each additional spring of a vehicle is designed with such a protective device, the chassis is protected against overloading.
Bei einem langsamen Ein- oder Ausfedern entstehen definierte Strömungszustände, die so eingestellt werden können, dass durch die resultierenden Sog- und Druckwirkungen das Innere der Zusatzfedereinrichtung gereinigt wird, indem Schmutz, Partikel und/oder Schnee ausgeblasen werden.With a slow compression or rebound, defined flow conditions arise that can be adjusted in such a way that the interior of the additional spring device is cleaned by the resulting suction and pressure effects by dirt, particles and/or snow being blown out.
Die vorgeschlagene Lösung sorgt dafür, dass der Federweg und der Lasteintrag bei einem Einfedervorgang begrenzt wird. Dieser Schutz vor mechanischer Überlast ist selbstregulierend, insbesondere in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Federvorganges, einfach im Aufbau und damit kostengünstig. Eine Führung durch eine Kolbenstange ist nicht erforderlich.The proposed solution ensures that the spring deflection and the load application are limited during a compression process. This protection against mechanical overload is self-regulating, in particular depending on the speed of the spring process, is simple in construction and therefore inexpensive. A guide by a piston rod is not required.
In bevorzugter Weise ist die Zusatzfeder ein Anschlagpuffer. Ein solcher Anschlagpuffer soll in seiner Geometrie und Materialauswahl so ausgeführt sein, dass er die gewünschten Federungseigenschaften aufweist. Dabei ist es erstrebenswert, wenn der als Zusatzfeder ausgeführte Anschlagpuffer und die Unterlage einander zumindest bereichsweise korrespondierende Formen aufweisen, damit das Auftreffen und Komprimieren des Anschlagpuffers wie gewünscht erfolgen kann. Der Anschlagpuffer kann insbesondere mit einem geschäumten Polyurethan (PUR) gebildet sein, wobei durch die konkrete Auswahl der Eigenschaften des Polyurethans auch die Federwirkung des Anschlagpuffers beeinflusst werden kann.The additional spring is preferably a stop buffer. Such a stop buffer should be designed in terms of geometry and material selection in such a way that it has the desired spring properties. It is desirable here if the stop buffer designed as an additional spring and the base have shapes that correspond to one another at least in some areas, so that the impact and compression of the stop buffer can take place as desired. The stop buffer can in particular be formed with a foamed polyurethane (PUR), it also being possible to influence the resilience of the stop buffer by the specific selection of the properties of the polyurethane.
In einer nächsten bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung ist der Anschlagring mit einem Außenring und Lamellen gebildet, wobei die Lamellen den Außenring von der Unterlage beabstanden und durch den Außenring, die Lamellen und die Unterlage mindestens ein Luftauslass ausgebildet wird. Vorgesehen ist also ein Anschlagring, der keinen vollumfänglichen berührenden Kontakt mit dem Umfang der Unterlage ausbildet.In a next preferred embodiment of the protective device according to the invention, the stop ring is formed with an outer ring and lamellae, the lamellae spacing the outer ring from the base and at least one air outlet being formed by the outer ring, the lamellae and the base. A stop ring is therefore provided which does not form full-circumferential touching contact with the periphery of the base.
Der Anschlagring gemäß dieser Ausgestaltung besteht dabei aus einem äußeren Ring, von dem Lamellen, also mindestens zwei Lamellen, bevorzugt eine Vielzahl von Lamellen, in Richtung der Unterlage ausgehen. Diese Lamellen dienen zum einen dazu, den Außenring gegen die Unterlage abzustützen und seine Lage durch den Eingriff mit der Nut zu beabstanden. Die Nut kann in dieser Ausgestaltung der Erfindung insbesondere abschnittsweise in den Bereichen ausgebildet sein, in denen die Lamellen vorgesehen sind.The stop ring according to this embodiment consists of an outer ring from which lamellae, ie at least two lamellae, preferably a large number of lamellae, extend in the direction of the base. On the one hand, these lamellae serve to support the outer ring against the base and to space its position by engaging with the groove. In this embodiment of the invention, the groove can be formed in particular in sections in the areas in which the lamellae are provided.
Der Abstand zwischen Außenring und Unterlage wird durch die geometrische Gestaltung der Lamellen beeinflusst. Als Lamellen sollen dabei Ausstülpungen, Stege oder dergleichen verstanden werden, die von dem Außenring ausgehen und in Richtung der Unterlage ragen. Sie können radial ausgerichtet sein aber auch mit einem oder mehreren Winkeln in Bezug zu dem Außenring ausgerichtet sein. Die Lamellen sind bevorzugt einstückig mit dem Außenring ausgebildet, sie können aber auch an den Außenring angebracht sein.The distance between the outer ring and the base is influenced by the geometric design of the lamellae. Lamellae are protuberances, webs or the like, which emanate from the outer ring and protrude in the direction of the base. They can be oriented radially, but they can also be oriented at one or more angles with respect to the outer ring. The lamellae are preferably formed in one piece with the outer ring, but they can also be attached to the outer ring.
Die Lamellen dienen zum anderen dazu, gemeinsam mit den zwischen ihnen liegenden Abschnitten des Außenringes und dem Umfang beziehungsweise der Kontur der Unterlage den mindestens einen Luftauslass auszubilden. Ein derart gebildeter Luftauslass ist als durch einen Abschnitt der Außenringes, Lamellen und die Unterlage begrenzt.On the other hand, the lamellae serve to form the at least one air outlet together with the sections of the outer ring lying between them and the circumference or the contour of the base. An air outlet formed in this way is limited by a section of the outer ring, lamellae and the base.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung liegt vor, wenn die Strömungszustände durch die Anzahl, die Form, die Größe, die Position, die Ausrichtung und/oder die Varianz des mindestens einen Luftauslasses einzustellen sind. Unabhängig davon, ob der mindestens eine Luftauslass allein mittels des Anschlagringes oder in Zusammenwirkung des Anschlagringes mit weiteren Komponenten bereitgestellt wird, beeinflussen die konkrete Ausgestaltung des Anschlagringes und mithin der Luftauslässe die resultierenden Strömungszustände bei Ein- und/oder Ausfedervorgängen.A further preferred embodiment of the invention is when the flow conditions are to be set by the number, shape, size, position, orientation and/or variance of the at least one air outlet. Regardless of whether the at least one air outlet is provided solely by means of the stop ring or in conjunction with the stop ring and other components, the specific design of the stop ring and therefore the air outlets influence the resulting flow conditions during compression and/or rebound processes.
So können eine Vielzahl kleiner Luftauslässe und eine geringe Anzahl größerer Luftauslässe grundsätzlich eine im Wesentlichen gleiche Auslassfläche bilden, jedoch können bei einer hohen Anzahl kleiner Luftauslässe mehr Verwirbelungen der durchströmenden Luft entstehen, die die Luftströmung gegebenenfalls negativ beeinflusst. Verwirbelungen können aber auch erwünscht sein, um beispielweise Verschmutzungen in der Zusatzfedereinrichtung zu lösen und auszublasen.A large number of small air outlets and a small number of larger air outlets can basically form an essentially the same outlet area, but with a large number of small air outlets there can be more turbulence in the air flowing through, which may have a negative effect on the air flow. However, turbulence can also be desired, for example in order to loosen and blow out dirt in the additional spring device.
Wird mittels Größe der Luftauslässe und/oder deren Anzahl eine große Auslassfläche bereitgestellt, wird das zu bildende Luftpolster möglicherweise nicht mit einer ausreichenden Gegenkraft, kürzer oder gar nicht bereitgestellt. Daher ist in Abhängigkeit von den zu erwartenden mechanischen Belastungen bei Ein- und/oder Ausfedervorgängen zu bestimmen, welche Gegenkraft durch das Luftpolster bereitgestellt werden soll und wie lange sie aufrecht erhalten werden soll.If a large outlet area is provided by the size of the air outlets and/or their number, the air cushion to be formed may not be provided with a sufficient counterforce, or may be shorter or not provided at all. Therefore, depending on the mechanical loads to be expected during compression and/or rebound processes, it must be determined which counterforce should be provided by the air cushion and how long it should be maintained.
Neben der Anzahl und/oder der Größe der Luftauslässe werden die Strömungszustände auch durch deren Form und/oder Ausrichtung beeinflusst. Die Form betrifft dabei die geometrische Ausformung in allen drei Raumachsen. Die Ausrichtung beschreibt, ob die der mindestens eine Luftauslass in (jeweils) einem Neigungswinkel in Bezug zur Mittelachse des Anschlagringes geneigt ist. Schließlich kann auch die Position des mindestens einen Luftauslasses die Führung der einströmenden und/oder der ausströmenden Luft bei einem Federvorgang beeinflussen, beispielsweise, um gezielt das Lösen und Ausblasen von Schmutz und/oder Partikeln aus der Zusatzfedereinrichtung zu fördern.In addition to the number and/or the size of the air outlets, the flow conditions are also influenced by their shape and/or alignment. The shape relates to the geometric shape in all three spatial axes. The orientation describes whether the at least one air outlet is inclined at (in each case) an angle of inclination in relation to the central axis of the stop ring. Finally, the position of the at least one air outlet can also influence the guidance of the inflowing and/or outflowing air during a spring process, for example in order to promote the loosening and blowing out of dirt and/or particles from the additional spring device in a targeted manner.
Dabei müssen beim Vorhandensein mehrerer Luftauslässe nicht alle gleichartig ausgebildet sein und/oder bereitgestellt werden. Die Luftauslässe können sich voneinander in allen der vorstehend erläuterten Merkmale unterscheiden, um gezielt das Strömungsvolumen, die Strömungsrichtung und/oder die Strömungsgeschwindigkeit für die jeweilige Achskonstruktion einzustellen.When there are several air outlets, not all of them have to be designed and/or provided in the same way. The air outlets can differ from each other in all of the features explained above in order to set the flow volume, the flow direction and/or the flow speed for the respective axle construction in a targeted manner.
Durch die Festlegung der Merkmale des mindestens einen Luftauslasses wie vorstehend beschrieben, lässt sich die Wirkung im Einsatzfall wunschgemäß einstellen, wobei unter Berücksichtigung von Einflussgrößen wie dem Gewicht des Fahrzeugs, zu erwartenden einwirkenden Kräften insbesondere bei einem schlagartigen Einfedern, verfügbare Federwege und dergleichen die Schutzwirkung der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung gezielt eingestellt werden kann und damit an das Fahrzeug und optional dessen geplanten Einsatzbereich angepasst werden kann.By defining the features of the at least one air outlet as described above, the effect can be adjusted as desired in the application, taking into account influencing factors such as the weight of the vehicle, expected forces acting in particular in the event of sudden deflection, available spring travel and the like, the protective effect of the protective device according to the invention can be specifically adjusted and thus can be adapted to the vehicle and optionally its planned area of application.
Insbesondere kann/können die Anzahl, die Form, die Größe, die Position, die Ausrichtung und/oder die Varianz des mindestens einen Luftauslasses gewählt sein, um ein Bersten des Schutzrohrs zu vermeiden. In Kenntnis der möglichen Lastfälle beim Ein- und/oder Ausfedern der Achskonstruktion kann eine Mindestfläche des mindestens einen Luftauslasses bestimmt werden, die erforderlich ist, um die zu verdrängende Luft ohne eine Beschädigung des Schutzrohres abzuführen. Dabei können auch Verwirbelungseffekte, die vorrangig aus Anzahl, Größe, Form und/oder Ausrichtung des mindestens einen Luftauslasses resultieren, berücksichtigt oder gar gezielt genutzt werden.In particular, the number, the shape, the size, the position, the orientation and/or the variance of the at least one air outlet can be selected in order to prevent the protective tube from bursting. With knowledge of the possible load cases when compressing and/or rebounding the axle construction, a minimum area of the at least one air outlet can be determined, which is required to discharge the air to be displaced without damaging the protective tube. In this case, turbulence effects, which primarily result from the number, size, shape and/or orientation of the at least one air outlet, can also be taken into account or even used in a targeted manner.
Um sicherzustellen, dass das zumindest teilweise faltbare Schutzrohr so auf den Anschlagring auftrifft, dass dieser seine abdichtende Wirkung im Kontaktbereich wirksam entfalten kann und das Ein- und/oder Ausströmen der Luft nur durch den mindestens einen Luftauslass erfolgt, ist es vorteilhaft, wenn das zumindest teilweise faltbare Schutzrohr an seinem auf die Unterlage gerichtete Ende mit einer trichterartigen Öffnung ausgebildet ist. Mit der trichterartigen Öffnung ist gemeint, dass der Querschnitt des Schutzrohres an dem Ende, dass auf den Anschlagring trifft, aufgeweitet ist und sich sein Radius mit zunehmender Entfernung von dem Anschlagring reduziert. Damit kann gewährleistet werden, dass das Schutzrohr auf und über die Unterlage geführt wird und unausweichlich so auf den Anschlagring geführt wird, dass ein vollflächiger und wirksamer Anschlag bewirkt wird, der für das Zusammenfalten des Schutzrohres und die gewünschten Strömungszustände erforderlich ist.In order to ensure that the at least partially foldable protective tube hits the stop ring in such a way that it can effectively develop its sealing effect in the contact area and the air flows in and/or out only through the at least one air outlet, it is advantageous if the at least partially collapsible protective tube is formed at its end directed towards the base with a funnel-like opening. By the funnel-like opening is meant that the cross-section of the protective tube is expanded at the end that meets the stop ring and its radius reduces with increasing distance from the stop ring. This can ensure that the protective tube is guided on and over the base and is inevitably guided onto the stop ring in such a way that a full-surface and effective stop is effected, which is required for folding the protective tube and the desired flow conditions.
Ist das zumindest teilweise faltbare Schutzrohr als Faltenbalg bekannter Art ausgeführt, kann die trichterförmige Ausgestaltung des der Unterlage zugewandten Endes durch einen entsprechenden Anschnitt der letzten Falte des Faltenbalges verwirklicht werden.If the at least partially foldable protective tube is designed as a bellows of a known type, the funnel-shaped design of the end facing the base can be realized by a corresponding cut in the last fold of the bellows.
Um zu vermeiden, das Schmutz, Schnee und dergleichen durch den mindestens einen Luftauslass in den Anschlagring eindringt und/oder diesen verstopft, kann der mindestens eine Luftauslass mit einem Schmutzschutz gegen eindringenden Schmutz ausgebildet sein. Dabei soll hier unter eindringendem Schmutz jegliches Material verstanden werden, das von außerhalb durch den mindestens einen Luftauslass durchtreten und in die Zusatzfedereinrichtung eindringen könnte, also neben Straßenschmutz alle Arten von Partikeln, Schnee, Streusalze, Wasser und dergleichen. Um die Funktion des mindestens einen Luftauslasses nicht zu beeinträchtigen, muss sichergestellt sein, dass der Schmutzschutz das Eindringen von Schmutz verhindert oder zumindest verringert, jedoch der Austritt von Luft infolge eines Einfederns nicht beeinträchtigt wird. Demnach muss der Schmutzschutz zumindest für die ausströmende Luft durchlässig sein.In order to prevent dirt, snow and the like from penetrating through the at least one air outlet into the stop ring and/or blocking it, the at least one air outlet can be designed with a dirt guard to prevent dirt from penetrating. In this context, penetrating dirt should be understood to mean any material that could pass through the at least one air outlet from the outside and penetrate into the additional spring device, i.e. in addition to road dirt all types of particles, snow, road salt, water and the like. In order not to impair the function of the at least one air outlet, it must be ensured that the dirt guard prevents or at least reduces the ingress of dirt, but does not impair the escape of air as a result of deflection. Accordingly, the dirt protection must be permeable at least for the outflowing air.
Insbesondere können als Schmutzschutz Ventile und/oder Klappen zum Einsatz kommen, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass die nach außen öffnen, wenn aus der Zusatzfedereinrichtung ausströmende Luft sie anströmt und verschlossen bleiben, wenn einströmende Luft auf sie trifft. Ähnlich kann eine mit einem Kunststoff gebildete Haut oder Überzug oder Flügel wirken, die bei einströmender Luft geschlossen bleiben und bei ausströmender Luft öffnen und den Luftstrom austreten lassen.In particular, valves and/or flaps can be used to protect against dirt, which are designed and arranged in such a way that they open to the outside when air flowing out of the additional spring device flows against them and remain closed when air flowing in meets them. A skin or cover or wings formed with a plastic can act in a similar way, which remain closed when air flows in and open when air flows out and allow the air flow to escape.
Alternativ oder zusätzlich können luftdurchlässige Füllstoffe in den mindestens einen Luftauslass oder mindestens in seiner unmittelbaren Nähe vorgesehen werden, durch die eindringende Luft strömen muss, bevor sie in die Zusatzfedereinrichtung eindringt. Dabei sollen beziehungsweise können Schmutz und dergleichen von diesen luftdurchlässigen Füllstoffen herausgefiltert werden. Ein solcher luftdurchlässiger Füllstoff kann ein Filz sein, der in oder vor dem mindestens einen Luftdurchlass angeordnet wird.Alternatively or additionally, air-permeable fillers can be provided in the at least one air outlet or at least in its immediate vicinity, through which the penetrating air must flow before it penetrates into the additional spring device. Dirt and the like should or can be filtered out by these air-permeable fillers. Such an air-permeable filler can be a felt that is arranged in or in front of the at least one air passage.
Die beschriebene Reinigungswirkung der eindringenden Luft kann auch mit Bürsten oder Pinseln erreicht werden, die in oder vor einem Luftauslass angeordnet werden.The described cleaning effect of the penetrating air can also be achieved with brushes or brushes that are arranged in or in front of an air outlet.
Da die vorgeschlagenen Elemente auch einen Strömungswiderstand für die ausströmende Luft bilden können, ist es zweckmäßig, diese in die Dimensionierung des Anschlagringes und der darin vorgesehenen Luftauslässe zu berücksichtigen.Since the proposed elements can also form a flow resistance for the outflowing air, it is advisable to take this into account when dimensioning the stop ring and the air outlets provided therein.
Der Anschlagring kann vorzugsweise mit einem Kunststoff, insbesondere einem Polyoxymethylen oder einem Polyamid gebildet sein. Kunststoffe sind flexibel formbare und leichte Materialien, die individuell auf vorherrschende Bedingungen eingestellt werden können. Polyoxymethylen (POM) ist ein teilkristalliner Thermoplast, der aufgrund seiner Eigenschaften gut für den Einsatz im Automobilbau geeignet ist. Er weist gute mechanische Eigenschaften, eine hohe Dimensionsstabilität sowie ein sehr gutes Verschleißverhalten auf. Auch die Verwendung von Polyamid (PA) ist vorteilhaft, weil Polyamid ebenfalls ein festes und zähes Material ist.The stop ring can preferably be formed from a plastic, in particular a polyoxymethylene or a polyamide. Plastics are flexibly formable and light materials that can be individually adjusted to the prevailing conditions. Polyoxymethylene (POM) is a semi-crystalline thermoplastic whose properties make it ideal for use in automotive engineering. It has good mechanical properties, high dimensional stability and very good wear behavior. The use of polyamide (PA) is also advantageous because polyamide is also a strong and tough material.
Der Anschlagring kann in bevorzugter Ausgestaltung mittels eines Spritzgußverfahrens oder 3D-Druck hergestellt sein. Der 3D-Druck ermöglicht eine individuelle Fertigung von Objekten wie dem Anschlagring und somit auch eine individuelle Anpassung an die Achskonstruktion beziehungsweise das Fahrzeug, für das er genutzt werden wird. Für eine Fertigung in großer Stückzahl kann der Anschlagring mittels Spritzgussverfahren hergestellt werden, bei dem direkt verwendbare Formteile in großer Stückzahl kostengünstig herstellbar sind.In a preferred embodiment, the stop ring can be produced by means of an injection molding process or 3D printing. 3D printing enables objects such as the stop ring to be individually manufactured and thus also to be individually adapted to the axle construction or the vehicle for which it will be used. For production in large numbers, the stop ring can be produced by means of an injection molding process, in which molded parts that can be used directly can be produced in large numbers at low cost.
Neben der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung ist auch ein Fahrzeug beansprucht, bei dem mindestens eine Achsvorrichtung eine der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung aufweist.In addition to the protective device according to the invention, a vehicle is also claimed in which at least one axle device has one of the protective device according to the invention.
Mit der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung kann eine mechanische Überbelastung einer Achskonstruktion eines Fahrzeugs durch eine Begrenzung des Federwegs und des Lasteintrages verhindert werden. Mittels des vorgesehenen Anschlagringes wird in einfacher Weise die Schutzwirkung erreicht. Zudem kann eine Reinigungswirkung innerhalb der Zusatzfedereinrichtung verwirklicht werden. Durch die konkrete Ausgestaltung des Anschlagringes und seines mindestens einen Luftauslasses können die Strömungszustände der Zusatzfedereinrichtung individuell und bedarfsgerecht eingestellt werden.With the protective device according to the invention, mechanical overloading of an axle construction of a vehicle can be prevented by limiting the spring deflection and the load application. By means of the stop ring provided, the protection is easily achieved effect achieved. In addition, a cleaning effect can be realized within the additional spring device. Due to the specific design of the stop ring and its at least one air outlet, the flow conditions of the additional spring device can be set individually and as required.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.Unless stated otherwise in the individual case, the various embodiments of the invention mentioned in this application can advantageously be combined with one another.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Achskonstruktion einer Hinterachse eines Fahrzeugs mit Zusatzfederei nri chtung, -
2 eine Zusatzfedereinrichtung beim Einfedern, -
3 eine Zusatzfedereinrichtung mit erfindungsgemäßer Schutzvorrichtung, -
4 eine erste beispielhafte Ausgestaltung eines Anschlagringes, und -
5 eine zweite beispielhafte Ausgestaltung eines Anschlagringes.
-
1 an axle construction of a rear axle of a vehicle with additional spring device, -
2 an additional spring device when deflecting, -
3 an additional spring device with a protective device according to the invention, -
4 a first exemplary embodiment of a stop ring, and -
5 a second exemplary embodiment of a stop ring.
Häufig ist an der Zusatzfederaufnahme 12 ein Schutzrohr 18 vorgesehen, das zumindest teilweise faltbar oder als Faltenbalg ausgebildet ist. Dies wird in der schematischen Schnittdarstellung von
Beispielhaft ist in
Die Unterlage 16 der Zusatzfedereinrichtung 10 wirkt mit Lenker 52 zusammen, wodurch die mit dem Pfeil bezeichnete Kreisbogenbewegung erzeugt wird. Dabei trifft der Anschlagpuffer 14 auf die Unterlage 16 und wird komprimiert. Durch die Verwendung eines Faltenbalges als Schutzrohr 18 oder eines teilweise faltbaren Schutzrohres können beim Einfedern die bogenförmige Bewegung des Lenkers 52 und das Komprimieren des Anschlagpuffers 14 uneingeschränkt stattfinden.The
Entlang des Umfangs der Unterlage 16 ist eine Nut 19 ausgebildet, die sich umlaufend um die gesamte Unterlage 16 erstreckt. Diese Nut 19 ist für die Aufnahme des Anschlagringes 20 vorgesehen, der in
In
Der Anschlagring 20 ist aus einem Polyoxymethylen (POM) und mit mindestens einem Luftauslass 24, in der beispielhaften Ausgestaltung von
Die
In einer alternativen Ausgestaltung ist der Anschlagring 20 in
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung an allen Achskonstruktionen eines Fahrzeugs vorgesehen.The protective device according to the invention is preferably provided on all axle structures of a vehicle.
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Zusatzfedereinrichtungadditional spring device
- 1212
- Zusatzfederaufnahmeadditional spring mount
- 1414
- Zusatzfeder, AnschlagpuffersAuxiliary spring, bump stop
- 1616
- Unterlagedocument
- 1818
- Schutzrohrprotective tube
- 1919
- Nutgroove
- 2020
- Anschlagringstop ring
- 2222
- ausströmende Luftoutflowing air
- 2424
- Luftauslassair outlet
- 2626
- Öffnungopening
- 2828
- Außenringouter ring
- 3030
- Lamellelamella
- 3232
- Kontur Unterlage contour underlay
- 5050
- Schraubenfedercoil spring
- 5252
- Lenkerhandlebars
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021207638.6A DE102021207638A1 (en) | 2021-07-16 | 2021-07-16 | Protective device for an additional spring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021207638.6A DE102021207638A1 (en) | 2021-07-16 | 2021-07-16 | Protective device for an additional spring device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021207638A1 true DE102021207638A1 (en) | 2023-01-19 |
Family
ID=84546671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021207638.6A Pending DE102021207638A1 (en) | 2021-07-16 | 2021-07-16 | Protective device for an additional spring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021207638A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10200608A1 (en) | 2001-02-05 | 2002-08-08 | Zf Sachs Ag | Hydraulic-pneumatic or pneumatic piston-cylinder unit, especially for vibration damper or spring leg of motor vehicle, has folding bellows with air inlet and outlet opening into internal volume bounded by bellows to form directed air flow |
US20190331192A1 (en) | 2018-04-27 | 2019-10-31 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | Damper Bumper Cap With Labyrinth Air Passageway |
DE102020200710A1 (en) | 2019-01-25 | 2020-07-30 | Tenneco Automotive Operating Company Inc. | COVERING SYSTEM FOR DAMPERS |
DE102019218648A1 (en) | 2019-11-29 | 2021-06-02 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Vehicle with an additional spring |
-
2021
- 2021-07-16 DE DE102021207638.6A patent/DE102021207638A1/en active Pending
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DE102019218648A1 (en) | 2019-11-29 | 2021-06-02 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Vehicle with an additional spring |
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