DE19715580A1

DE19715580A1 - Federungs- und Dämpfungsaggregat

Info

Publication number: DE19715580A1
Application number: DE1997115580
Authority: DE
Inventors: Rainer Wychnanek
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-04-15
Filing date: 1997-04-15
Publication date: 1998-11-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Federungs- und Dämpfungsaggregat insbesondere für Kraftfahrzeuge, welches zwischen einer Achse oder einem Radführungsteil und einem Fahrzeugaufbau angeordnet ist, entsprechend dem Oberbegriff von Pa tentanspruch 1.

Bei den bekannten im Kraftfahrzeugbau verwendeten Federungs- und Dämp fungseinheiten sind zur Federung vorwiegend Schraubendruckfedern oder Gasfe dern eingebaut, während zur Dämpfung der Aufbauschwingungen hydropneuma tische Schwingungsdämpfer verwendet werden. Diese Schwingungsdämpfer weisen einen mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Zylinder auf, in welchem ein mit ei ner Kolbenstange verbundener Kolben den Zylinderinnenraum in zwei Arbeits räume unterteilt, die über eine Dämpfventileinrichtung hydraulisch miteinander verbindbar sind. Die Kolbenstange ist mittels einer Kolbenstangendichtung nach außen abgedichtet und axial beweglich in einer Kolbenstangenführung angeord net, während der Kolben abdichtend auf der Innenwand des Zylinders geführt ist.

Ferner wird üblicherweise kolbenstangenferne Arbeitsraum durch ein Boden dämpfventil mit einem eine Gas- und Flüssigkeitsfüllung aufweisenden Aus gleichsraum verbunden. So ist beispielsweise durch die DE 34 42 497 A1 ein Federbein für Fahrzeuge bekannt, welches eine Gasfeder mit zwei Federräumen aufweist, wobei die Federräume über Drosseleinrichtungen miteinander verbun den sind. Die bei den bekannten Teleskop-Schwingungsdämpfer vorhandenen Dichtstellen zwischen der Kolbenstange und der Kolbenstangendichtung sowie zwischen Kolben und Zylinder sind mit dem "stick-slip-Effekt" behaftet, weisen also durch unkontrollierbare Losbrechkräfte eine ungleichmäßige Ansprechkraft auf. Der Aufbau derartiger Federungs- und Dämpfungseinheiten ist aufwendig und teuer, gleichgültig ob eine Gasfeder oder eine mechanische Feder verwendet wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Federungs- und Dämp fungsaggregat zu schaffen, welches einfach im Aufbau ist, möglichst geringe Reibungskräfte aufweist und eine kostengünstige Herstellung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Arbeitsraum stirnseitig durch zwei im Abstand zueinander angeordnete starre Bauteile und seitlich durch einen unelastischen Rollbalg begrenzt ist und im Innern des Arbeits raums lediglich eine Füllung mit Dämpfmedium angeordnet ist, während sich in dem starren Bauteil zwischen dem Arbeitsraum und dem Speicherraum die Dämpfventileinrichtung befindet. Da keinerlei reibungsbehaftete Bauteile im Ar beitsraum vorhanden sind ist ein einfacher und kostengünstiger Aufbau, sowie ein reibungsfreies Arbeiten des Aggregates gewährleistet.

In weiterer vorteilhaften Ausgestaltung sind die starren Bauteile von einer Bo denplatte und einer Abschlußplatte gebildet, wobei die Bodenplatte vorzugsweise auf der Fahrzeugachse oder einem Radführungsteil und die Abschlußplatte oder ein fest damit verbundener Ansatz vorzugsweise mit dem Fahrzeugaufbau ver bunden ist. Der Einbau im Fahrzeug kann selbstverständlich auch dadurch erfol gen, daß die Abschlußplatte oder der fest damit verbundenen Ansatz mit dem Radführungsteil und die Bodenplatte mit dem Aufbau verbunden wird.

Zur Verbindung mit dem unelastischen Rollbalg ist es nach einem Merkmal der Erfindung vorteilhaft, wenn die Bodenplatte und die Abschlußplatte je eine zylin drische Aufnahme besitzen. Eine Vereinfachung des Gesamtaufbaus wird da durch erreicht, daß die zwischen dem Arbeitsraum und dem Speicherraum ange ordnete Dämpfventileinrichtung mit der Abschlußplatte eine Baueinheit bildet.

Eine weitere Vereinfachung des Federungs- und Dämpfungsaggregats wird erhal ten, wenn der Speicherraum zumindest teilweise nach außen durch eine gummie lastische Wand begrenzt ist. Erfindungsgemäß weist diese gummmielastische Wand eine Rückstellkraft auf, die der vom Kraftfahrzeug auf das Aggregat ein wirkenden Abstützkraft entgegengerichtet ist. Entsprechend erfolgt die Auswahl der gummielastischen Wand, denn für eine teiltragende Feder ist eine geringere Rückstellkraft erforderlich, als für eine volltragende Feder.

Die Ausbildung der Verbindungsstellen für den unelastischen Rollbalg und/oder die gummielastische Wand mit den starren Bauteilen kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. So ist es sehr vorteilhaft, wenn von der zylindrischen Aufnahme der Abschlußplatte der unelastische Rollbalg, die Dämpfventileinrichtung und die gummielastische Wand aufgenommen wird. Ferner ist es bei einer Ausführungs form vorteilhaft, daß die Abschlußplatte mit einem dem Arbeitsraum abgekehrten zylindrischen Ansatz versehen ist, welcher an seinem oberen Ende eine Befesti gungsfläche für die Gummielastische Wand aufweist.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform wird erhalten, wenn, wie die Erfin dung zeigt, der zylindrische Ansatz oder ein anderer Ansatz der Abschlußplatte mit einem Hohlraum versehen ist, der eine Gas- und Flüssigkeitsfüllung aufweist und dieser Hohlraum über die Dämpfventileinrichtung mit dem Arbeitsraum ver bunden ist. Die im Hohlraum befindliche Gasfüllung bildet den Federraum, wel cher durch einen Trennkolben oder durch eine elastische Trennwand auf die Flüssigkeitsfüllung im Speicherraum wirkt. Es ist auch problemlos möglich das Aggregat mit einer Niveauregelung auszubilden, wobei eine mit einem äußeren Druckerzeuger oder mit einer integrierten Pumpe verbundene Leitung in den Spei cherraum oder in eine separate Kammer mündet, die mit dem Federraum über einen Trennkolben oder eine elastische Trennwand in Wirkverbindung steht.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ausführungsform, bei welcher der Speicherraum den Arbeitsraum umgibt;

Fig. 2 eine weitere vorteilhafte Ausführungsform mit einem zylindrischen Ansatz für den Speicherraum;

Fig. 3 ein Federungs- und Dämpfungsaggregat mit einem im zylindrischen Ansatz angeordneten Speicherraum.

Das in Fig. 1 gezeigte Federungs- und Dämpfungsaggregat ist beispielsweise mit einer Bodenplatte 2 auf der Radachse oder einem Radführungsteil eines Kraft fahrzeugs befestigt, während eine Abschlußplatte 3 mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist, wobei die Relativbewegungen zwischen dem Fahrzeugrad und dem Fahrzeugaufbau eine Volumenänderung im Arbeitsraum 1 bewirken. Das hierbei aus dem Arbeitsraum verdrängte Dämpfmedium gelangt über eine Dämpf ventileinrichtung 5, die im wesentlichen der Dämpfung der Aufbauschwingungen dient, in einen Speicherraum 4, der seitlich zum Arbeitsraum 1 angeordnet ist und zumindest teilweise von einer gummielastischen Wand 10 nach außen abge schlossen ist. Der Arbeitsraum l ist stirnseitig durch die Bodenplatte 2 und die Abschlußplatte 3 und seitlich durch einen unelastischen Rollbalg 6 begrenzt, wo bei die Bodenplatte 2 eine zylindrische Aufnahme 7 und die Abschlußplatte 8 ei ne zylindrische Aufnahme 8 für die Befestigung des unelastischen Rollbalgs 6 aufweist. Der Arbeitsraum ist nur mit Dämpfmedium gefüllt, weist also keinerlei innere Bauteile auf. Vorteilerweise ist in der zylindrischen Aufnahme 8 die Dämpfventileinrichtung 5 untergebracht und auch die gummielastische Wand 10 befestigt, welche teilweise auf der Abschlußplatte 3 aufliegt und mit dem ande ren Teil den Speicherraum 4 nach außen abgrenzt. Eine solche Konstruktion er fordert, daß die gummielastische Wand 10 eine Rückstellkraft auf den Speicher raum 4 ausübt, die der vom Kraftfahrzeug auf das Aggregat ausgeübten Abstütz kraft entgegengerichtet ist. Diese die Abstützkraft kompensierende Rückstellkraft ist maßgebend für die Auswahl der gummielastischen Wand 10. Der Aufbau des Aggregats gestaltet sich sehr einfach und es besteht aus wenigen Bauteilen, wo von keines als auf einem Dichtelement gleitendes Teil ausgebildet ist und daher keine unterschiedlichen Losbrechkräfte vorhanden sind.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 im we sentlichen dadurch, daß die gummielastische Wand 10 einerseits zusammen mit dem unelastischen Rollbalg 6 auf der zylindrischen Aufnahme 3 der Abschluß platte 3 eingespannt ist, während die Abschlußplatte 3 fest mit einem zylindri schen Ansatz 9 versehen ist, der an seinem oberen Ende eine Befestigungsfläche 11 für die zweite Einspannstelle der gummielastischen Wand 10 aufweist. Der Speicherraum 4 wird einerseits vom zylindrischen Ansatz 9 und andererseits von der Innenfläche der gummielastischen Wand 10 begrenzt. Bei dieser Ausführung ist die Dämpfventileinrichtung 5 für die Zug- und Druckdämpfung direkt in der Abschlußplatte 3 eingebaut und bildet mit dieser eine Baueinheit.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführung weist einen zylindrischen Ansatz 9 auf, dessen Hohlraum 12 mit Dämpfmedium und Gas gefüllt ist, wobei beispielsweise das Dämpfmedium von der Gasfüllung durch einen Trennkolben 13 oder durch eine gummielastische Membrane getrennt ist. Durch den Druck der Gasfüllung kann die gewünschte Federkraft des Aggregats eingestellt werden. Auch bei die ser Konstruktion bildet der mit Dämpfmedium gefüllte Teilraum des Hohlraums 12 den Speicherraum 4, der über die in der Abschlußplatte 3 angeordnete und in der Zug- und Druckrichtung wirkende Dämpfventileinrichtung 5 mit dem Arbeits raum 1 hydraulisch verbunden ist.

Claims

1. Federungs- und Dämpfungsaggregat insbesondere für Kraftfahrzeuge, wel ches zwischen einer Achse oder einem Radführungsteil und einem Fahrzeug aufbau angeordnet ist und einen mit Dämpfmedium gefüllten volumenverän derlichen Arbeitsraum und einen zumindest teilweise von einer gummielasti schen Trennwand begrenzten Speicherraum aufweist, während zur Dämp fung der Relativbewegung zwischen Fahrzeugrad und Fahrzeugaufbau die da durch entstehende Volumenänderung im Arbeitsraum mittels einer Dämpf ventileinrichtung gedämpft ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (1) stirnseitig durch zwei im Abstand zueinander angeordnete starre Bauteile und seitlich durch einen unelastischen Rollbalg (6) begrenzt ist und im Innern des Arbeitsraums (1) lediglich eine Füllung mit Dämpfmedium angeordnet ist, während sich in dem starren Bauteil zwischen dem Arbeitsraum (1) und dem Speicherraum (4) die Dämpfventileinrichtung (5) befindet.

2. Federungs- und Dämpfungsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die starren Bauteile von einer Bodenplatte (2) und einer Abschluß platte (3) gebildet sind, wobei vorzugsweise die Bodenplatte (2) auf der Fahr zeugachse oder einem Radführungsteil und die Abschlußplatte (3) oder ein fest damit verbundener Ansatz (9) vorzugsweise mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist.

3. Federungs- und Dämpfungsaggregat nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (2) und die Abschlußplatte (3) je eine zylindrische Aufnahme (7, 8) zur Verbindung mit dem unelastischen Rollbalg (6). aufweist.

4. Federungs- und Dämpfungsaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Arbeitsraum (1) und dem Speicher raum (4) angeordnete Dämpfventileinrichtung (5) mit der Abschlußplatte (3) eine Baueinheit bildet.

5. Federungs- und Dämpfungsaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum (4) zumindest teilweise nach außen durch eine gummielastische Wand (10) begrenzt ist.

6. Federungs- und Dämpfungsaggregat nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gummielastische Wand (10) eine Rückstellkraft auf weist, die der vom Kraftfahrzeug auf das Aggregat einwirkenden Abstützkraft entgegengerichtet ist.

7. Federungs- und Dämpfungsaggregat nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß in der zylindrischen Aufnahme (8) der Ab schlußplatte (3) der unelastische Rollbalg (6), die Dämpfventileinrichtung (5) und die gummielastische Wand (10) befestigt ist.

8. Federungs- und Dämpfungsaggregat nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußplatte (3) mit einem dem Ar beitsraum (1) abgekehrten zylindrischen Ansatz (9) versehen ist, welcher an seinem oberen Ende eine Befestigungsfläche (11) für die gummielastische Wand (10) aufweist.

9. Federungs- und Dämpfungsaggregat nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Ansatz (S) oder ein ande rer Ansatz einen Hohlraum (12) mit einer Gas- und Flüssigkeitsfüllung auf weist und dieser Hohlraum (12) über die Dämpfventileinrichtung (5) mit dem Arbeitsraum (1) verbunden ist.

10. Federungs- und Dämpfungsaggregat nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die im Hohlraum (12) befindliche Gasfül lung den Federraum (14) bildet, welcher durch einen Trennkolben (13) oder eine elastische Trennwand auf die Flüssigkeitsfüllung im Speicherraum (4) wirkt.

11. Federungs- und Dämpfungsaggregat nach einem der vorangehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß zur Niveauregulierung eine mit einem äu ßeren Druckerzeuger oder mit einer integrierten Pumpe verbundene Leitung in den Speicherraum (4) oder in eine separate Kammer mündet, die mit dem Fe derraum über einen Trennkolben oder eine elastische Trennwand in Wirkver bindung steht.