DE19503454A1 - Luftfederung für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfederung für Fahrzeuge, insbesondere Last- bzw. Lastkraftwagen, mit einer zwischen Fahrzeugaufbau bzw. Chassis und Achse angeordneten ersten Pneumatikkammer, deren Volumen sich entsprechend dem Fede­ rungshub ändert, sowie mit einer weiteren Pneumatikkammer, die steuerbar mit der ersten Pneumatikkammer verbindbar ist und ein konstantes Volumen aufweist.

Es ist grundsätzlich bekannt, bei Luftfederaggregaten von Fahrzeugen jeweils zwei Pneumatikkammern vorzusehen, wobei eine entsprechend dem Federungshub volumenveränderliche Pneumatikkammer mit einer konstantes Volumen aufweisenden Pneumatikkammer verbindbar ist. Bei gesperrter Verbindung kann nur die in der volumenveränderlichen Kammer einge­ sperrte Luft federungswirksam werden. Hierbei ergibt sich eine härtere Federkennung, weil die infolge des Federungs­ hubes eintretende Volumenveränderung relativ groß im Vergleich zu dem Luftvolumen der bei diesem Betriebszu­ stand allein federungswirksamen ersten Pneumatikkammer ist. Wenn dagegen beide Pneumatikkammern miteinander verbunden sind, ergibt sich eine weichere Federungscharakteristik, weil die bei einem Federungshub erfolgende Veränderung des Volumens der ersten Pneumatikkammer vergleichsweise klein gegenüber dem nunmehr federungswirksam werdenden Gesamtvolumen beider Kammern ist.

Darüber hinaus ist es bekannt, die Verbindung zwischen den beiden Kammern gegebenenfalls auch automatisch zu steuern, so daß sich die Federungscharakteristik entsprechend dem jeweiligen Fahrzustand des Fahrzeuges ändert, und zwar ins­ besondere in Abhängigkeit von den auftretenden mittleren Federungshüben.

Im Zusammenhang mit der zweiten Pneumatikkammer ist es grundsätzlich bekannt, fahrzeugseitige Hohlräume, insbe­ sondere in Karosserieteilen u. dgl., als Pneumatikkammern auszubilden.

Jedoch ist der damit verbundene Aufwand vergleichsweise hoch. Denn auch dann, wenn die genannten Hohlräume in sehr strukturfesten Teilen einer Karosserie od. dgl. ausgebildet sind, ist dies nicht gleichbedeutend damit, daß die Hohl­ räume ohne konstruktive Abänderungen der sie aufnehmenden Teile druckfest sind. Darüber hinaus ist es auch vergleichs­ weise aufwendig, Teile einer Karosserie miteinander luft­ dicht zu verbinden.

Im übrigen ist es immer vergleichsweise aufwendig, wenn bei der Konzeption eines Fahrzeuges druckfeste Kammern in den Fahrzeugaufbau integriert werden sollen.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, ein preisgünstiges Konzept für Luftfederungen der eingangs angegebenen Art zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die weitere Pneumatikkammer in der Achse bzw. im Achsge­ häuse angeordnet ist.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die regelmäßig als besonders hoch belastbare Teile ausgebildeten Achsen bzw. Achsgehäuse zur Aufnahme der weiteren Pneumatik­ kammern auszugestalten.

Dabei brauchen die regelmäßig in diesen Teilen vorhandenen Hohlräume lediglich mit hinreichendem Volumen ausgebildet zu werden. Die Druckfestigkeit und Dichtigkeit gegenüber typischen Pneumatikdrücken ergibt sich praktisch zwangs­ läufig aufgrund der üblichen Bauweise der Achsen bzw. Achs­ gehäuse.

Im Falle nicht angetriebener Achsen kann der Achskörper in einfacher Weise als Rohr ausgebildet sein.

Bei angetriebenen Achsen können ohne weiteres Hohlräume in den Achskörper bzw. die Achsbrücke integriert werden.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Er­ findung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsformen verwiesen, die anhand der Zeichnung beschrieben werden.

Dabei zeigt

Fig. 1 ein Schnittbild einer ersten Ausführungsform einer Luftfederung an einer nicht angetriebenen Achse,

Fig. 2 ein entsprechendes Schnittbild einer abgewandelten Ausführungsform,

Fig. 3 ein der Fig. 1 entsprechendes Schnittbild einer weiteren abgewandelten Ausführungsform und

Fig. 4 ein Schnittbild einer angetriebenen Achse mit erfindungsgemäßer Luftfederung.

Gemäß Fig. 1 ist zwischen einem Teil 1 des Fahrzeugaufbaus bzw. des Chassis und dem Achskörper 2 einer nicht angetrie­ benen Fahrzeugachse ein Luftfederaggregat 3 angeordnet, welches einen aufbauseitig angeordneten Luftfederbalg 3′ sowie einen fest mit dem Achskörper 2 verbundenen Luftfeder­ kolben 3′′ aufweist, der als Hohlkörper ausgebildet und zum Innenraum des Luftfederbalges 3′ hin offen ist. Im übrigen ist der Innenraum des Luftfederkolbens 3′′ steuerbar mit einem innerhalb des rohrförmig ausgebildeten Achskörpers 2 vorhandenen Hohlraum 2′ verbunden. Zur Steuerung dient ein elektromagnetisches Ventil 4, welches innerhalb eines am Achskörper 2 angeformten Anschlußstutzens 2′′ angeordnet ist, der auch zur Halterung des Luftfederkolbens 3′′ dient.

In der Darstellung der Fig. 1 nimmt das Ventil 4 seinen Schließzustand ein, so daß die vom Luftfederbalg 3′ und dem Luftfederkolben 3′′ umschlossene, bei Federungshüben ihr Volumen ändernde Pneumatikkammer K₁ allein federwirksam ist. Bei geöffnetem Ventil 4 ist die Kammer K₁ mit der vom Hohlraum 2′ gebildeten Kammer K₂ verbunden, so daß die gesamte, in beiden Kammern K₁ und K₂ eingeschlossene Luft federwirksam wird.

Dementsprechend ergibt sich bei geschlossenem Ventil 4 eine relativ steife Federungscharakteristik, während bei geöff­ netem Ventil 4 eine weichere Federungscharakteristik gegeben ist.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß das Ventil 4 innerhalb einer bodenseitigen Öffnung am oberen Ende des Luftfederkolbens 3′′ angeordnet ist, so daß bei geschlossenem Ventil 4 nur die Luft inner­ halb des Luftfederbalges 3′ federungswirksam ist, weil der Innenraum des Luftfederkolbens 3′′ bei geschlossenem Ventil 4 gegenüber dem Innenraum des Luftfederbalges 3′ abgesperrt ist.

Bei geöffnetem Ventil 4 wird wiederum die im Luftfederbalg 3′ sowie im Luftfederkolben 3′′ und im Hohlraum 2′ des Achs­ körpers 2 eingeschlossene Luft federungswirksam.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ergibt sich gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 bei geschlossenem Ventil 4 eine steifere Federungscharakteristik, weil bei diesem Betriebszustand das federungswirksame Luftvolumen besonders klein ist.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 zunächst dadurch, daß innerhalb des gemeinsam vom Luftfederbalg 3′ und dem Luftfederkolben 3′′ umschlossenen Raumes ein Stoßdämpfer 5 geschützt untergebracht ist, wobei zur Schaffung eines in vertikaler Richtung hin­ reichenden Raumes am oberen Boden des Luftfederbalges 3′ ein dessen Innenraum nach oben fortsetzendes, napfartiges Gehäuseteil 6 angeordnet ist.

Bei dieser Ausführungsform hat also das Luftfederaggregat 3 neben der Federungsfunktion auch die Aufgabe, den Stoßdämpfer 5 gegenüber Staub u. dgl. zu schützen. Im übrigen ist vorteilhaft, daß der Stoßdämpfer 5 sowie das Luftfederaggregat 3 eine einzige Baugruppe bilden und dementsprechend bei der Montage des Achskörpers 2 am Fahrzeug nicht einzeln montiert werden müssen. Darüber hinaus können auch gesonderte Anschlußpunkte für den Stoßdämpfer 5 entfallen.

Im übrigen ist in der Ausführungsform nach Fig. 3 zwischen dem oberen Stirnende des Luftfederkolbens 3′′ und dem zuge­ wandten Boden des Luftfederbalges 3′ eine Zusatzfeder 7 vor­ gesehen, welche beispielsweise als rohrartiger Elastomer­ körper ausgebildet und so bemessen sein kann, daß sie nur bei stärkerer Einfederung des Luftfederaggregates 3 wirksam werden kann.

Die Zusatzfeder 7 kann in grundsätzlich gleicher Anordnung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, auch bei den Ausführungs­ formen der Fig. 1 und 2 vorgesehen sein.

Im Beispiel der Fig. 4 ist das Luftfederaggregat 3 mit der sogenannten Achsbrücke 20 einer angetriebenen Fahrzeugachse kombiniert, wobei in Fig. 4 von den zum Antrieb dienenden Teilen lediglich eine Antriebswelle 8 dargestellt ist.

Innerhalb der Achsbrücke 20 ist ein gegenüber dem Unter­ bringungsraum der Antriebswelle 8 abgeschlossener Ringraum 20′ ausgebildet, welcher über das Ventil 4 mit dem Innenraum des Luftfederaggregates 3 verbindbar ist. Dabei entspricht die Anordnung im Prinzip weitestgehend der Anordnung nach Fig. 1. Im Unterschied zur Fig. 1 ist jedoch der Luftfeder­ kolben 3′′ getrennt vom Anschlußstutzen 20′′, welcher das Ventil 4 aufnimmt, an der Achsbrücke 20 befestigt, an der dazu ein geeigneter Ringsteg angeformt ist. Dementsprechend kann der Luftfederkolben 3′′ auch an seinem unteren Endbereich einen vergleichsweise großen Durchmesser besitzen, so daß der Luftfederkolben 3′′ einen größeren Innenraum aufweisen kann.

Anstelle der in den Figuren vorgesehenen elektromagnetischen Ventile 4 können auch mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigte Ventile angeordnet sein.

Claims (8)

1. Luftfederung für Fahrzeuge, insbesondere Last- bzw. Lastkraftwagen, mit einer zwischen Fahrzeugaufbau bzw. Chassis und Achse angeordneten ersten Pneumatikkammer, deren Volumen sich entsprechend dem Federungshub ändert, sowie mit einer weiteren Pneumatikkammer, die steuerbar mit der ersten Pneumatikkammer verbindbar ist und ein konstantes Volumen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Pneumatikkammer (2′, 20′; K₂) in der Achse bzw. im Achsgehäuse oder in der Achsbrücke (2, 20) ange­ ordnet ist.

2. Luftfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse im wesentlichen rohrförmig ausgebildet ist.

3. Luftfederung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Achskörper bzw. in der Achsbrücke ein Ringraum (20′) ausgebildet ist, der gleichachsig zu einem Unterbringungs­ raum einer Antriebswelle (20) angeordnet ist.

4. Luftfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Achskörper bzw. die Achsbrücke (2, 20) aus mehreren Teilen oder Schalenteilen zusammengebaut sind.

5. Luftfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Achskörper bzw. die Achsbrücke (2, 20) einteilig gegossen sind.

6. Luftfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftfederaggregat als Verdrängeraggregat mit Luftfederkolben (3′′) und Luftfederbalg (3′) ausge­ bildet und mit seinem Kolben (3′′) fest mit der Achse bzw. dem Achskörper oder der Achsbrücke (2, 20) verbunden ist.

7. Luftfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein die beiden Pneumatikkammern steuerbar ver­ bindendes Ventil (4) an dem vom Luftfederbalg (3′) entfernteren Ende des Luftfederkolbens (3′′) ange­ ordnet ist.

8. Luftfederung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein die beiden Pneumatikkammern steuerbar ver­ bindendes Ventil (4) im balgseitigen Endbereich des Luftfederkolbens (3′′) angeordnet ist.