DE10224287B4

DE10224287B4 - Luftfederanordnung

Info

Publication number: DE10224287B4
Application number: DE10224287A
Authority: DE
Inventors: Cord Dipl.-Ing. Lühmann
Original assignee: Vibracoustic SE and Co KG
Current assignee: Vibracoustic SE and Co KG
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2022-06-01
Also published as: DE10224287A1; EP1395762A1; WO2002103218A1; US20040041314A1

Abstract

Luftfederanordnung (1), bestehend wenigstens aus einem Deckel (2), Abrollkolben (3) und Luftfederbalg (4) aus elastomerem Werkstoff, der zumeist mit einem eingebetteten Festigkeitsträger versehen ist, wobei die beiden Balgenden (5, 6) am Deckel einerseits und am Abrollkolben andererseits befestigt sind, wodurch der Luftfederbalg eine volumenelastische Luftkammer (9) einschließt, wobei ferner der Luftfederbalg zwei Schlaufen (7, 8) ausbildet, nämlich:
– eine erste Schlaufe (7), die an der Außenwand (10) des Abrollkolbens (3) entlang gleiten kann; sowie
– eine zweite Schlaufe (8), die mit einem Abrollbereich des Deckels (2) in Verbindung steht;
dadurch gekennzeichnet, dass
– die zweite Schlaufe (8) am Deckel (2) nur auf zwei Punkten (11) aufliegt und bei Winkelveränderungen des Luftfederbalges (4), bedingt durch das Ein- und Ausfedern des Abrollkolbens (3), über die Auflagepunkte (11) abrollt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfederanordnung, bestehend wenigstens aus einem Deckel, Abrollkolben und Luftfederbalg aus elastomerem Werkstoff, der zumeist mit einem eingebetteten Festigkeitsträger versehen ist, wobei die beiden Balgenden am Deckel einerseits und am Abrollkolben andererseits befestigt sind, wodurch der Luftfederbalg eine volumenelastische Luftkammer einschließt, wobei ferner der Luftfederbalg zwei Schlaufen ausbildet, nämlich:

– eine erste Schlaufe, die an der Außenwand des Abrollkolbens entlang gleiten kann; sowie
– eine zweite Schlaufe, die mit einem Abrollbereich des Deckels in Verbindung steht.

Eine gattungsgemäße Luftfederanordnung (Kurzbezeichnung „Luftfeder") in Doppelschlaufenkonstruktion ist insbesondere im Kfz-Anwendungsbereich bekannt, wobei beispielsweise auf folgende Druckschriften verwiesen wird: DE 198 42 733 A1 , DE 100 50 028 A1 , DE 101 03 493 A1 , WO 00/77417 A1 und US 3 876 193 .

Diese Konstruktionsart ist dabei sowohl für den Axialbalg ( DE 36 43 073 A1 ) als auch für den Kreuzlagenbalg ( DE 29 04 522 A1 ) möglich, wobei bei Verwendung eines Axialbalges vorzugsweise eine Außenführung vorhanden ist.

Durch die Achse, in der die Luftfedern gemäß Stand der Technik eingebaut werden, müssen die Luftfedern die achsspezifische Kardanik erbringen. Eines der Bauteile, Abrollkolben oder Deckel, ist ortsfest an der Karosserie befestigt. Das andere Bauteil ist fest mit dem Lenker der Achse (Fahrwerkanbindung) verbunden. Bei Ein- und Ausfedervorgängen stellt sich eine Winkel- und Abstandsveränderung zu dem feststehenden Bauteil ein.

Das Konstruktionsprinzip nach dem Stand der Technik lässt nur geringe Winkeleinstellungen zu. Entweder kommt es zu einer Bauteilkollision, zu einem Aus- bzw. Einknicken des Luftfederbalges oder es kommt zu lebensdauerschädlichen Druckspannungen im Festigkeitsträger des Balges.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Luftfeder bereit zu stellen, die höhere Winkelverstellungen zulässt, ohne auszuknicken, mit Bauteilen zu kollidieren oder Druckspannungen im Festigkeitsträger aufzubauen, und zwar mit der Maßgabe, dass eine Luftfeder wesentlich tiefer in die Achse eingebaut werden kann und die daraus resultierenden höheren Ansprüche an die Kardanik erfüllt werden.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die zweite Schlaufe am Deckel nur auf zwei Punkten aufliegt und bei Winkelveränderungen des Luftfederbalges, bedingt durch das Ein- und Ausfedern des Abrollkolbens, über die Auflagepunkte abrollt.

Ein Aufliegen der zweiten Schlaufe am Deckel in Bezug auf die Auflagepunkte erfolgt, im günstigsten Fall, erst in der maximalen Ein- und Ausfederposition.

Dadurch, dass durch diese neuartige Konstruktion im Bereich des Deckels keine Druckspannungen im Luftfederbalg auftreten, werden weiterhin auch daraus resultierende Querkräfte vermieden. Das Abnehmen von Querkräften hat eine abnehmende Belastung der Aufhängungselemente der Achseteile zur Folge und somit auch eine Fahrkomfortverbesserung.

In einer Anordnung der Luftfeder mit einem Führungselement als zusätzliches Bauteil, beispielsweise einem Schwingungsdämpfer ( DE 100 50 028 A1 ), hat die Abnahme der Querkräfte eine Abnahme der resultierenden Reibungskräfte in den Dichtungs- und Kontaktelementen zur Folge.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine Darstellung einer Doppelschlaufenkonstruktion, wobei die zweite Schlaufe auf zwei Auflagepunkten aufliegt;
2 eine Darstellung einer Doppelschlaufenkonstruktion gemäß Schnittlinie A-A (1);
3 eine Darstellung, die gegenüber der Doppelschlaufenkonstruktion gemäß 1 um 90° gedreht ist;
4 eine Darstellung einer Doppelschlaufenkonstruktion gemäß Schnittlinie A-A (3).

1 zeigt eine Luftfederanordnung 1 mit den wesentlichen Grundbauteilen, nämlich Luftfederbalg 4, Deckel 2 und Abrollkolben 3. Der Deckel, der ortsfest an der Karosserie befestigt ist, kann als Druckbehälter ausgebildet sein, gegebenenfalls in Verbindung mit einem Ventil ( DE 198 19 642 A1 ). Der Abrollkolben ist fest mit dem Lenker der Achse verbunden.

Die erste Schlaufe 7 des Luftfederbalges gleitet bei der Ein- und Ausfederung an der Außenwand 10 des Abrollkolbens entlang, wobei insbesondere auf die 2 verwiesen wird.

Nach dem Stand der Technik korrespondiert die zweite Schlaufe 8 des Luftfederbalges umlaufend mit dem Abrollbereich des Deckels. Der Abrollbereich hat demnach die Bedeutung einer Abrollfläche, die zumeist bogenförmig (konkav) ausgebildet ist. Auch Konusflächen ( DE 101 03 493 A1 ) sind üblich.

Im Gegensatz zu dem flächigen Abrollkonzept nach dem Stand der Technik liegt hier die zweite Schlaufe 8 am Deckel 2 nur auf zwei Punkten 11 auf. Bei Winkelveränderungen des Luftfederbalges, bedingt durch das Ein- und Ausfedern des Abrollkolbens, rollt die zweite Schlaufe über die Auflagepunkte 11 ab. Die beiden Auflagepunkte sind insbesondere in Umfangsrichtung des Deckels im gleichen Abstand zueinander angeordnet.

Die Auflagepunkte 11 sind durch eine Konturierung des Deckels 2 gebildet, insbesondere in Form einer Stufenkonturierung, wobei diesbezüglich insbesondere auf die 3 verwiesen wird.

2 zeigt im Gegensatz zu 4 den Bereich der zweiten Schlaufe 8 ohne Auflagekontakt mit dem Deckel 2.

Das erfindungsgemäße Konzept mit den zwei Auflagepunkten 11 für die zweite Schlaufe 8 gilt auch für eine Luftfederanordnung, bei der der Abrollkolben als oberes Bauteil ortsfest mit der Karosserie verbunden ist, währen der Deckel dann als unteres Bauteil mit dem Lenker der Achse in Verbindung steht (WO 00/77417 A1).

1: Luftfederanordnung
2: Deckel (Druckbehälter)
3: Abrollkolben (Tauchkolben)
4: Luftfederbalg
5: Balgende mit Befestigung am Deckel mittels Klemmring
6: Balgende mit Befestigung am Abrollkolben mittels Klemmring
7: erste Schlaufe (Rollfalte)
8: zweite Schlaufe (Rollfalte)
9: volumenelastische Luftkammer
10: Außenwand (Abrollfläche) des Abrollkolbens
11: Auflagepunkt für die zweite Schlaufe
12: Bereich der zweiten Schlaufe ohne Auflagekontakt mit dem Deckel

Claims

Luftfederanordnung (1), bestehend wenigstens aus einem Deckel (2), Abrollkolben (3) und Luftfederbalg (4) aus elastomerem Werkstoff, der zumeist mit einem eingebetteten Festigkeitsträger versehen ist, wobei die beiden Balgenden (5, 6) am Deckel einerseits und am Abrollkolben andererseits befestigt sind, wodurch der Luftfederbalg eine volumenelastische Luftkammer (9) einschließt, wobei ferner der Luftfederbalg zwei Schlaufen (7, 8) ausbildet, nämlich: – eine erste Schlaufe (7), die an der Außenwand (10) des Abrollkolbens (3) entlang gleiten kann; sowie – eine zweite Schlaufe (8), die mit einem Abrollbereich des Deckels (2) in Verbindung steht; dadurch gekennzeichnet, dass – die zweite Schlaufe (8) am Deckel (2) nur auf zwei Punkten (11) aufliegt und bei Winkelveränderungen des Luftfederbalges (4), bedingt durch das Ein- und Ausfedern des Abrollkolbens (3), über die Auflagepunkte (11) abrollt.
Luftfederanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagepunkte (11) durch eine Konturierung des Deckels (2) gebildet sind.
Luftfederanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagepunkte (11) durch eine Stufenkonturierung des Deckels (2) gebildet sind.
Luftfederanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung des Deckels (2) die beiden Auflagepunkte (11) im gleichen Abstand zueinander angeordnet sind.
Luftfederanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufliegen der zweiten Schlaufe (8) am Deckel (2) erst in der maximalen Ein- und Ausfederungsposition erfolgt.