DE10323332A1

DE10323332A1 - Luftfeder

Info

Publication number: DE10323332A1
Application number: DE2003123332
Authority: DE
Inventors: Ekkehard Gorski
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder, insbesondere für gefederte Radaufhängungen von Kraftfahrzeugfahrwerken, aus einem einen Luftfederkolben mit einem Luftfederdeckel zu einer dichten Luftkammer verbindenden zylindrischen Luftfederbalg aus elastomerem Werkstoff. Der Luftfederbalg wälzt sich unter Veränderung des Luftkammervolumens und unter Bildung einer Rollfalte mit seiner äußeren Mantelfläche luftfederkolbenseitig am Luftfederkolben und luftfederdeckelseitig in einem Führungszylinder ab. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder biegeweich ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder, insbesondere für gefederte Radaufhängungen von Kraftfahrzeugfahrwerken, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Es ist bereits bekannt, einen Luftfederkolben mit einem Luftfederdeckel über einen zylindrischen Luftfederbalg aus elastomerem Werkstoff zu einer dichten Luftkammer zu verbinden. Bei einer so aufgebauten Luftfeder wälzt sich der Luftfederbalg unter Veränderung des Luftkammervolumens und unter Bildung einer Rollfalte mit seiner äußeren Mantelfläche am Luftfederkolben ab.
Besitzt eine solche Luftfeder mit Innenführung einen Rollbalg mit Kreuzlagenverstärkung, kann deren Wickelwinkel so gewählt werden, dass keine Außenführung für den Rollbalg notwendig ist. Besitzt jedoch der Rollbalg eine achsparallele Verstärkung oder eine axialnahe Kreuzlagenverstärkung, wird, zusätzlich zu einer Innenführung, eine Außenführung für den Rollbalg benötigt.

Eine Verwendung einer biegesteifen Außenführung, wie in DE 199 52 919 A1 gezeigt, lässt aber nur eine annähernd lineare Federkinematik zu, während bei einer Luftfeder mit ausschließlicher Innenführung räumliche Federkinematik zwar möglich ist, diese aber ein schlechtes Ansprechverhalten besitzt.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine Luftfeder bereitzustellen, die, bei optimalem Ansprechverhalten, die Achsauslegung nicht auf lineare Federki nematik einschränkt, sondern konstruktive Freiheiten zulässt durch Ermöglichung einer räumlichen Federkinematik.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Erfindung besteht eine Luftfeder, insbesondere für federnde Radaufhängungen von Kraftfahrzeugfahrwerken, aus einem, einen Luftfederkolben mit einem Luftfederdeckel zu einer dichten Luftkammer verbindenden zylindrischen Luftfederbalg aus elastomerem Werkstoff. Der Luftfederbalg wälzt sich unter Veränderung des Luftkammervolumens und unter Bildung einer Rollfalte mit seiner äußeren Mantelfläche luftfederkolbenseitig am Luftfederkolben und luftfederdeckelseitig in einem Führungszylinder ab. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder biegeweich ausgeführt ist.

Eine solche biegeweiche, aber unter Innendruckbeaufschlagung in Umfangsrichtung unnachgiebig ausgeführte Außenführung hat den Vorteil, dass für den Konstrukteur bei der Achsauslegung größtmögliche konstruktive Freiheit bei optimalem Ansprechverhalten gegeben ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder ein Elastomerschlauch ist, der mit Einlagen versehen ist, die diesen in Umfangsrichtung verstärken aber eine elastische Mindestauslenkung in Längsrichtung zulassen.

Dabei können die Einlagen vorteilhafterweise umlaufende Ringe oder eine Spirale mit geringer Steigung sein und aus Fasern oder aus Federstahl bestehen. Ist der Führungszylinder ein innendrucksteifer Gewebeschlauch, hat das den Vorteil, dass die Luftfeder sehr einfach aufgebaut und herzustellen ist.

Alternativ kann der Führungszylinder ein Elastomerschlauch in Form eines Faltenbalgs sein, dessen Falten zumindest bereichsweise mit Einlagen versehen sind, die diesen in Umfangsrichtung verstärken aber eine elastische Mindestauslenkung in Längsrichtung zulassen.

Zur Kapselung des Rollbalges ist die einteilige Ausführung der elastischen Außenführung mit einem Faltenbalg besonders vorteilhaft. Dabei ist luftfederdeckelseitig eine gemeinsame Verkrimpung von Rollbalg und elastischer Außenführung möglich. Bei einer Außenführung aus Elastomer ist ferner eine sehr vorteilhafte Steinschlagresistenz gegeben.

Vier bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung näher dargestellt. Es zeigen:
1: eine teilweise Darstellung einer Luftfeder im Rollbalgbereich mit einer Außenführung gemäß der Erfindung,
2 bis 4: jeweils eine Ausführungsform einer Außenführung für den Rollbalg einer Luftfeder entsprechend 1.
In 1 ist ein Rollbalg 20 einer Luftfeder teilweise dargestellt, der an einem Luftfederkolben 11 mit seinem einen Ende befestigt ist. Das nicht gezeichnete andere Ende des Rollbalgs 20 ist an einem nicht gezeichneten Luftfederdeckel befestigt. Luftfederkolben 11, Rollbalg 20 und Luftfederdeckel schließen einen Raum ein, der eine dichte, volumenvariable Luftkammer 12 bildet. Unter Bildung einer Rollfalte 10 wälzt der Rollbalg 20 luftfederkolbenseitig am Luftfederkolben 11 und luftfederdeckelseitig in einem Führungszylinder 21 ab.
Dieser Führungszylinder 21 bildet eine biegeweiche Außenführung für den Rollbalg 20, die aus einem Elastomerschlauch 1 mit Verstärkungswicklung 2 in Umfangsrichtung oder mit sehr geringer Steigung besteht. Die Verstärkungswicklung 2 kann zum Beispiel eine Faser oder ein Federstahldraht sein. Damit könnte dann der Führungszylinder 21 zum Beispiel als eine mit Gummi umspritzte Spiralfeder ausgebildet sein. Am luftfederkolbenseitigen Ende des Elastomerschlauches 1 ist dieser als Faltenbalg 3 ausgebildet. Eine luftfederdeckelseitige Befestigung des Rollbalgs 20, der Verstärkungswicklung 2 und des Elastomerschlauchs 1 durch einen üblichen Crimpring 9 ist symbolisch dargestellt. Grundsätzlich kann anstelle des verstärkten Elastomerschlauchs 1 auch ein innendrucksteifer Gewebestrumpf eingesetzt werden, der vorteilhaft so ausgelegt ist, dass er sich unter geringem Kraftaufwand axial dehnen und stauchen lässt.
2 zeigt eine biegeweiche Außenführung für eine Luftfeder entsprechend der in 1 dargestellten, bei der eine Verstärkungswicklung 5 eines Elastomerschlauchs 4a auf der Außenseite des Führungszylinders 21 liegt. Diese biegeweiche Außenführung besitzt ebenfalls einen Faltenbalg 4 am Ende des Elastomerschlauchs 4a. Die Verstärkungswicklung 5 besteht ebenfalls wie die in 1 im Bereich des hier nicht gezeichneten Rollbalgs vorzugsweise aus Elastomer mit Faserverstärkung oder aus einem innendrucksteifen Gewebestrumpf.
Eine weitere Ausführung einer biegeweichen Außenführung gemäß der Erfindung zeigt 3. Sie besteht aus einem Faltenbalg 6, dessen zum nicht gezeichneten Rollbalg hin gerichtete Ausnehmungen 22 der Falten durch innendrucksteife Verstärkungselemente, vorzugsweise aus verstärktem Elastomer 7 ausgefüllt sind.
In 4 ist die biegeweiche Außenführung durch biegeweich miteinander verbundene, innendrucksteife Ringe 8 ausgeführt. Diese sind in einem Elastomer- oder Kunststofffaltenbalg 4 von außen in die Falten eingebracht und zum Beispiel mit Elastomer umspritzt.
Ganz allgemein kann zur Reduzierung der Reibung zwischen Rollbalg 20 und Außenführung, die Innenseite der Außenführung mit einer Gleitbeschichtung versehen oder mit einem Trockenschmierstoff wie Talkum oder mit Fett oder Öl geschmiert werden.
Die Ausführungen der 2 bis 4 ermöglichen eine Auflage des Rollbalgs 20 auf einem anderen Werkstoff als einem Elastomer und vermeiden daher die hohen Reibkräfte.

Claims

Luftfeder, insbesondere für gefederte Radaufhängungen von Kraftfahrzeugfahrwerken, mit einem, einen Luftfederkolben (11) mit einem Luftfederdeckel zu einer dichten Luftkammer (12) verbindenden zylindrischen Luftfederrollbalg (20) aus elastomerem Werkstoff, der sich unter Veränderung des Luftkammervolumens und unter Bildung einer Rollfalte (10) mit seiner äußeren Mantelfläche luftfederkolbenseitig am Luftfederkolben (11) und luftfederdeckelseitig in einem Führungszylinder (21) abwälzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder (21) biegeweich ausgeführt ist.
Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder (21) ein Elastomerschlauch (1, 4a) ist, der mit Einlagen und/oder einer Verstärkungswicklung (2, 5) versehen ist, die diesen in Umfangsrichtung verstärken aber eine elastische Mindestauslenkung in Längsrichtung zulassen.
Luftfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlagen und/oder die Verstärkungswicklung (2, 5) umlaufende Ringe (8) oder eine Spirale mit geringer Steigung sind.
Luftfeder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlagen und/oder die Verstärkungswicklung (2, 5) aus Fasern oder aus Federstahl bestehen.
Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder (21) ein innendrucksteifer Gewebeschlauch ist.
Luftfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder (21) ein Elastomerschlauch (1) in Form eines Faltenbalgs (3, 4, 6) ist, dessen Falten zumindest bereichsweise mit Einlagen versehen sind, die diesen in Umfangsrichtung verstärken aber eine elastische Mindestauslenkung in Längsrichtung zulassen.