DE102022212991A1

DE102022212991A1 - Luftfederbalg mit gleitgelenk

Info

Publication number: DE102022212991A1
Application number: DE102022212991.1A
Authority: DE
Inventors: Garrett Mark Pniewski; Joseph G. Jerisk; Sunny Makkar
Original assignee: Continental Automotive Systems Inc
Current assignee: Continental Automotive Systems Inc
Priority date: 2021-12-20
Filing date: 2022-12-01
Publication date: 2023-06-22
Also published as: CN116278566A; US20230191865A1

Abstract

Eine Luftfederanordnung weist ein Gleitgelenk auf, das einen Faltenbalg vorsieht, der nach oben oder unten gleitet, wenn ein Fahrzeug die Luftfederanordnung verschiebt. Die Luftfederanordnung weist einen Dämpfer, einen mit dem Dämpfer verbundenen Kolben, einen Faltenbalg, der den Kolben und einen Abschnitt des Dämpfers umgibt, und einen mit dem Faltenbalg verbundenen Dämpfungsring auf.

Description

HINTERGRUND
1.Technisches Gebiet
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Fahrwerk und eine Luftfederung eines Kraftfahrzeugs und insbesondere eine Luftfeder über einem Dämpfer oder Luftfederbein und eine geführte freistehende Luftfeder eines Kraftfahrzeugs.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Federungssysteme für Kraftfahrzeuge stellen eine angenehmere Fahrt für die Fahrzeuginsassen bereit. Luftfederungssysteme nutzen Luftfedern statt herkömmlicher Schraubenfedern und stellen unterschiedliche Federungsqualitäten bereit, die möglicherweise in einigen Fahrzeugen gegenüber herkömmlichen Schraubenfeder-Federungen vorzuziehen sind..
Eine herkömmliche Luftfeder ist eine Vorrichtung, welche zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einem Fahrwerk angeordnet ist. Die typische Luftfeder weist wenigstens einen Arbeitsraum oder Hohlraum auf, der mit Druckluft gefüllt ist. Räumliche Einschränkungen können die Größe des Arbeitsraums für die Luftfederanordnung begrenzen, insbesondere da Fahrzeuge mit immer engeren räumlichen Einschränkungen konstruiert werden.
Eine Komponente einer Luftfeder ist ein Faltenbalg, der Komponenten der Luftfeder, einschließlich eines Kolbens und eines Dämpfers, schützt. Der Faltenbalg kann als sägezahnförmiger Faltenbalg mit oder ohne spezielle Falten, ein Gummi/EPDM-Material, das sich umgekehrt zum Luftfederbalg faltet, ein dehnbarer elastischer Faltenbalg und mehrere gewellte Faltenbalge, die zusammenwirken, ausgebildet sein.
Es besteht ein Bedarf an einer Luftfederanordnung mit verringerter komprimierter Gesamthöhe, und somit an einem verbesserten Faltenbalg zur Verringerung der komprimierten Gesamthöhe der Luftfeder.
KURZDARSTELLUNG
Aspekte von Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung beziehen sich auf einen Luftfederbalg mit einem Gleitgelenk. Gemäß Aspekten der Ausführungsformen kann die Verschiebung des Faltenbalgs erheblich verringert werden, wodurch die Größe, der Bauraum und die Kosten des Faltenbalgs und der Luftfederanordnung verringert werden. Durch die reduzierten Kosten eines kleineren Faltenbalgs und eine erhöhte Flexibilität beim Einbau kann eine verbesserte Luftfederanordnung bereitstellen.
Gemäß einem Aspekt einer Ausführungsform wird eine Luftfederanordnung bereitgestellt, die einen Dämpfer, einen mit dem Dämpfer verbundenen Kolben, einen Faltenbalg, der den Kolben und einen Abschnitt des Dämpfers umgibt, und einen mit dem Faltenbalg verbundenen Dämpfungsring umfasst.
Figurenliste
Die obigen und andere Aspekte werden aus der folgenden kurzen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, wobei:

1 eine perspektivische Ansicht einer Luftfederanordnung gemäß einer Ausführungsform ist;
2A und 2B einen Dämpfungsring gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht; und
3 eine auseinandergezogene Ansicht der Luftfederanordnung von 1 ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 ist eine perspektivische Schnittansicht einer Luftfederanordnung gemäß einer Ausführungsform.
Wie in 1 dargestellt, weist die Luftfeder 10 einen Dämpferkörper 12 und einen Kolben 14, 16 auf. Der Kolben 14, 16 kann einen äußeren Kolben 14 aufweisen, der einen Abschnitt des Dämpferkörpers 12 umgibt. Der äußere Kolben 14 kann mit einem inneren Kolben 16 verbunden sein, welcher auch mit dem Dämpferkörper 12 verbunden ist. Der innere Kolben 16 weist eine Öffnung 18 auf. Eine Dämpferstange 20 erstreckt sich durch die Öffnung 18.
Die Luftfeder 10 weist außerdem einen Balg 22 auf, der flexibel ist und seine Form ändern kann, wenn der Kolben 14, 16 relativ zu der Dämpferstange 20 bewegt wird. Ein freies Ende 24 des Balges 22 ist zwischen einen Klemmring 26 und einen Abschnitt des äußeren Kolbens 14 geklemmt und ist einem Flanschabschnitt 28 des inneren Kolbens 16 benachbart.
Der Balg 22 kann einen Hohlraum 30 aufweisen, der im Allgemeinen mit Luft gefüllt ist. Der Hohlraum 30 des Balges 22 steht in Fluidverbindung mit einem Hohlraum 14a, der als Teil des äußeren Kolbens 14 ausgebildet ist. Der Hohlraum 30 steht mit dem Hohlraum 14a über mehrere Öffnungen 16a in Fluidverbindung, die als Teil des inneren Kolbens 16 ausgebildet sind.
Der Balg 22 ist teilweise von einem Führungsrohr 32 umgeben. Das Führungsrohr 32 und der Balg 22 sind mit einer oberen Kappe 34 verbunden. Die obere Kappe 34 weist einen Basisabschnitt 36 auf. Die Dämpferstange 20 erstreckt sich durch eine Öffnung 38 im Basisabschnitt 36. Die Dämpferstange 20 erstreckt sich außerdem durch einen Anschlagpuffer 40, der teilweise von der oberen Kappe 34 umgeben und mit dieser verbunden ist.
Die obere Kappe 34 weist auch einen Hohlraum 42 auf, der in Fluidverbindung mit dem Hohlraum 30 des Balges 22 und dem Hohlraum 14a des inneren Kolbens 14 steht, so dass die Hohlräume 14a , 30, 42 zusammen als ein einziges Volumen wirken.
Die obere Kappe 28 ist mit einer Komponente des Fahrzeugs verbunden, wie wie etwa mit dem Rahmen des Fahrzeugs, jedoch kann die obere Kappe 28 auch mit anderen Komponenten des Fahrzeugs verbunden sein. Außerdem ist der Dämpferkörper 12 mit einem anderen Teil des Federungssystems des Fahrzeugs verbunden, wie etwa mit einem A-Arm oder Schwenkarm. Wenn sich der A-Arm (durch den Betrieb des Fahrzeugs) bewegt, bewegen sich der Dämpferkörper 12 und der Kolben 14 in eine der durch den Pfeil 44 angegebenen Richtungen relativ zur Dämpferstange 20.
Die Luftfederanordnung 10 weist außerdem eine flexible äußere Abdeckung auf, die ein Faltenbalg 62 sein kann. Der Faltenbalg 62 biegt sich und bewegt sich, wenn sich der Dämpferkörper 12 und der Kolben 14, 16 während der Fahrt des Fahrzeugs bewegen. Der Faltenbalg 62 kann ein EPDM/Gummi-Faltenbalg oder ein gewellter Faltenbalg sein, und der Faltenbalg 62 kann den Dämpfer 12 und den Kolben 14 vor Schmutz schützen.
Wie in 1 dargestellt, ist ein Dämpfungsring 55 auf dem Dämpfer 12 angeordnet. Dementsprechend kann der Dämpfungsring 55 zwischen dem Dämpfer 12 und dem Faltenbalg 62 angeordnet sein. Der Dämpfungsring 55 kann ein Geräuschdämpfungsring aus NBR/Gummi sein. Ein Innendurchmesser des Dämpfungsrings 55 kann im Wesentlichen gleich, jedoch etwas größer als ein Außendurchmesser des Dämpfers 12 sein. Dementsprechend kann gesagt werden, dass der Dämpfungsring 55 entlang der Außenfläche des Dämpfers 12 nach oben oder unten gleitet.
Alternativ dazu kann der Dämpfungsring 55 auf dem Kolben 14 angeordnet sein. Dementsprechend kann der Dämpfungsring zwischen dem Kolben 14 und dem Faltenbalg 62 angeordnet sein. Ein Innendurchmesser des Dämpfungsrings 55 kann im Wesentlichen gleich, jedoch etwas größer als ein Außendurchmesser mindestens eines Abschnitts des Kolbens 14 sein. Dementsprechend kann gesagt werden, dass der Dämpfungsring 55 entlang der Außenfläche des Kolbens 14 nach oben oder unten gleitet.
Bei einer Ausführungsform kann ein Innendurchmesser des Dämpfungsrings 55 so gewählt sein, dass er sowohl auf dem Dämpfer 12 als auch auf einem Abschnitt des Kolbens 14 nach oben oder unten gleitet. Bei einer Konfiguration, bei welcher der Kolben 14 mit einer konisch zulaufenden Form ausgebildet ist, wie in 1 dargestellt, kann der Innendurchmesser des Dämpfungsrings 55 so gewählt sein, dass der Dämpfungsring 55 eine vorbestimmte Strecke nach oben gleiten kann, bis der Innendurchmesser des Dämpfungsrings 55 den Kolben 14 an einer Stelle berührt, wo der Außendurchmesser des Kolbens 14 gleich ist dem Innendurchmesser des Dämpfungsrings 55 ist.
2A und 2B veranschaulichen einen Dämpfungsring gemäß einer Ausführungsform.
Wie in 2A-B dargestellt, kann der Dämpfungsring 55 ein zweiteiliger Kunststoffgleitring sein, der mit einem Schnappfinger oder Clip 56 zusammengehalten werden kann.
Der Faltenbalg 62 kann über dem Dämpfungsring 55 angeordnet sein. Der Faltenbalg 62 kann mit einer Klemme, einem Kabelbinder oder einem anderen Kopplungsmechanismus am Dämpfungsring 55 befestigt sein. Dementsprechend kann eine Kombination aus Dämpfungsring 55 und mit diesem gekoppeltem Faltenbalg 62 entlang des Dämpfers 12 oder des Kolbens 14 nach oben oder unten verschoben werden, wie in 1 bei 44 dargestellt.
Das Ablassen von Luft durch den Dämpfungsring 55 wird mit „kirchenfensterförmigen“ Öffnungen 57 im Dämpfungsring 55 erreicht. Die Öffnungen 57 können um einen Umfang des Dämpfungsrings 55 herum angeordnet sein. Die Öffnungen 57 können eine Oberseite des Dämpfungsrings 55 und eine Unterseite des Dämpfungsrings 55 fluidisch koppeln. Dementsprechend kann ein Ablassen von Luft (zwischen dem Faltenbalg 62 und dem Dämpfer 12 oder Kolben 14) durch den Dämpfungsring 55 erfolgen, während die Kombination aus Dämpfungsring 55 und mit diesem gekoppeltem Faltenbalg 62 entlang des Dämpfers 12 oder Kolbens 14 nach oben oder unten verschoben wird, wie bei 44 in 1 angegeben.
Wie in 2A-B dargestellt, weist der Dämpfungsring 55 die Rastclips 56 und Entlüftungsfenster 57 auf. In 2B weist der Dämpfungsring 55 zwei Ringe 55A, 55B auf, die über den Rastclip 56 und eine entsprechende Rastvertiefung 58 zusammengefügt sind. Obwohl die in 2A-B dargestellten Ausführungsformen Halbringe zeigen, kann der Dämpfungsring 55 als ein einziger Ring, zwei Halbringe oder mehr Teilringe ausgebildet sein.
3 ist eine auseinandergezogene Ansicht der in 1 dargestellten Luftfederanordnung.
Wie in 3 dargestellt, weist die Luftfederanordnung 10 einen Faltenbalg 62, einen Dämpfungsring 55, der mit dem Faltenbalg 62 gekoppelt ist, und einen Gleitbereich 60 auf dem Dämpfer 12 auf. Die Kombination des Faltenbalgs 62 und des Dämpfungsrings 55 kann im Gleitbereich 60 entlang des Dämpfers 12 nach oben oder nach unten verschoben werden. Obwohl 3 den entlang des Dämpfers 12 angeordneten Dämpfungsring 55 zeigt, kann der Dämpfungsring 55 auch entlang des Kolbens 14 angeordnet sein, so dass der Faltenbalg 62 im Gleitbereich 60 entlang des Kolbens 14 nach oben oder unten verschoben werden kann.
Die Luftfederanordnung löst ein Platzproblem eines Luftfederbalgs mit sehr kleinem oder negativem Bauraum für die Höhe des Faltenbalgblocks. Infolge der Anordnung des Dämpfungsrings 55 über dem Dämpfer 12 oder dem Kolben 14 als Gleitgelenk kann sich der Faltenbalg 62 entweder am Dämpfer 12 oder am Kolben 14 nach oben oder unten bewegen. Infolgedessen wird der Gesamthub des Faltenbalgs 62 erheblich verringert oder eliminiert, und ein solcher verringerter Hubweg ermöglicht auch geringere Kosten des Faltenbalgs 62.

Claims

Luftfederanordnung, umfassend: einen Dämpfer; einen Kolben, der mit dem Dämpfer verbunden ist; einen Faltenbalg, der den Kolben und einen Abschnitt des Dämpfers umgibt; und einen Dämpfungsring, der mit dem Faltenbalg verbunden ist.
Luftfederanordnung nach Anspruch 1, wobei der Dämpfungsring um den Kolben herum angeordnet ist.
Luftfederanordnung nach Anspruch 2, wobei eine Kombination aus Dämpfungsring und mit diesem gekoppeltem Faltenbalg dafür ausgebildet ist, entlang des Kolbens nach oben und unten zu gleiten.
Luftfederanordnung nach Anspruch 3, wobei der Dämpfungsring umfasst: einen ersten Halbring, der ein erstes Rastelement und eine erste Rastvertiefung umfasst; und einen zweiten Halbring, der ein mit der ersten Rastvertiefung gekoppeltes zweites Rastelement und eine mit dem ersten Rastelement gekoppelte Rastvertiefung umfasst.
Luftfederanordnung nach Anspruch 3, wobei der Dämpfungsring mehrere Öffnungen umfasst.
Luftfederanordnung nach Anspruch 5, wobei die mehreren Öffnungen mehrere kirchenfensterförmige Öffnungen umfassen.
Luftfederanordnung nach Anspruch 1, wobei der Dämpfungsring um den Dämpfer herum angeordnet ist.
Luftfederanordnung nach Anspruch 7, wobei eine Kombination aus Dämpfungsring und mit diesem gekoppeltem Faltenbalg dafür ausgebildet ist, entlang des Dämpfers nach oben und unten zu gleiten.
Luftfederanordnung nach Anspruch 8, wobei der Dämpfungsring umfasst: einen ersten Halbring, der ein erstes Rastelement und eine erste Rastvertiefung umfasst; und einen zweiten Halbring, der ein mit der ersten Rastvertiefung gekoppeltes zweites Rastelement und eine mit dem ersten Rastelement gekoppelte Rastvertiefung umfasst.
Luftfederanordnung nach Anspruch 8, wobei der Dämpfungsring mehrere Öffnungen umfasst.
Luftfederanordnung nach Anspruch 10, wobei die mehreren Öffnungen mehrere kirchenfensterförmige Öffnungen umfassen.
Luftfederanordnung nach Anspruch 1, wobei der Dämpfungsring um den Kolben herum oder um den Dämpfer herum angeordnet ist.